一种RACK服务器节点供电结构的制作方法

本发明涉及一种rack服务器节点供电结构，属于服务器技术领域，尤其适用于长期大电流通过的大功率服务器。

背景技术：

伴随云计算应用的发展，信息化逐渐覆盖到社会的各个领域。人们的日常工作生活越来越多的通过网络来进行交流，网络数据量也在不断增加。对于传统的数据中心机房，为了避免重新建设数据中心的巨大投入，又为了满足不断增加的信息服务的需求,对rack服务器每一个节点的存储需求会越来越大，供电电流也随之增大，相应的节点供电稳定性的要求也越来越高。

目前研发的rack单节点服务器供电功率最大值为3600w，对应的节点电流最大值为300a，这种大功率服务器对供电稳定性和供电架构安全要求都很高，在整个供电系统中供电源头的连接器是rack服务器单节点供电最为关键的地方。现有的节点服务器通常是使用连接器与铜排连接取电，传统的供电连接器表面镀层为银，rack服务器铜排镀层为镍，随着主板端的负载电流越来越大，造成整个系统的负载电流也越来越大，传统单节点的供电连接器在长期大电流流过情况下会加快银与镍接触面的氧化，造成阻抗偏大，进而影响供电电压，导致节点掉电。

或者，考虑到采用传统rack服务器节点供电连接器供电能力有限，易氧化，且影响节点机箱内的散热，理论上可使用两组传统供电连接器叠加在一起以改善供电要求，但受限于机箱的结构，高度会超高，无法实现。因此，如何改善rack服务器节点供电稳定性成为云计算发展中数据中心机房建设所亟需解决的问题。

技术实现要素：

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种rack服务器节点供电结构，在保持原有节点供电干路的基础上，在供电连接器齿形弹片和铜排接触面上分别镀金，通过咬合铜排将电流传导至节点服务器，可节省空间，减小接触阻抗和温升，同时解决了大电流传导易氧化和结构空间受限的问题。

本发明的技术方案如下：一种rack服务器节点供电结构，包括铜排和供电连接器，所述铜排与电源连接，所述供电连接器与节点服务器连接，所述供电连接器靠近铜排的一端设置有齿形弹片，齿形弹片上设置有接触凸起，所述接触凸起外部设置有镀金层，铜排上与接触凸起接触位置设置有镀金层。

本发明的技术方案还包括：所述齿形弹片的接触凸起包括圆弧形接触面，所述圆弧形接触面的平面长度是0.5～1mm，圆弧形接触面的宽度是1.5～3mm。

本发明的技术方案还包括：所述供电连接器包括上壳体和下壳体，下壳体上远离铜排的一端设置有导电铜柱，上壳体和下壳体上靠近铜排的一端内侧均设置有齿形弹片，齿形弹片的接触凸起相对设置，相对齿形弹片的接触凸起之间的间距h小于铜排的宽度s，相对齿形弹片根部之间的间距h大于铜排的宽度s。

本发明的技术方案还包括：所述接触凸起的圆弧半径r＝(h-h)/2，相对齿形弹片的接触凸起之间的间距h为1.8mm，相对齿形弹片根部之间的间距h为3.6mm，铜排的宽度是3mm。

本发明的技术方案还包括：所述齿形弹片上圆弧形接触面的平面长度是0.6mm，圆弧形接触面的宽度是2mm，供电连接器上齿形弹片的数量是24个，单个齿形弹片上的流通电流设计量为12a/mm²。

本发明的有益效果是：采用在供电连接器齿形弹片和铜排接触面上分别镀金，通过咬合铜排将电流传导至节点服务器，可节省空间，减小接触阻抗和温升，解决了大电流传导易氧化和结构空间受限的两个问题。

附图说明

图1是本发明的rack服务器连接示意图。

图2是本发明的供电连接器示意图。

图3是本发明的供电连接器侧视示意图。

图4是本发明供电连接器与铜排连接示意图。

1、铜排，2、供电连接器，21、上壳体，22、下壳体，23、导电铜柱，24、齿形弹片，3、镀金层。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

本发明的rack服务器节点供电结构，是针对客户端反馈所使用的大功率服务器节点偶尔会出现掉电问题而提出的，即，本发明主要是解决在rack服务器多节点供电系统中，单节点供电干路上超大电流的传导问题。

如图1所示，单节点供电干路是指：从rack服务器电源池输出的12v电流，经过铜排传导给每个节点的电源背板，再到服务器主板这段路径。其中，每个节点的电源背板都是通过供电连接器与铜排相连。因此，从铜排到电源背板这段供电链路上的电流会非常大。并且，由于结构的限制，采用两组传统的节点供电连接器传导大电流，在高度上会结构受限。

安装时，ac电源输出通过线缆用螺丝固定在铜排1上，一组供电连接器2有两个，一个连接铜排1正极另一个连接铜排1负极，供电连接器2的正极和负极分别通过螺丝固定在节点服务器主板pcb上，为服务器主板供电。

通过研发人员对现有大功率服务器节点掉电的排查后发现，现有服务器节点掉电主要是因为铜排与供电连接器接触面氧化导致的阻抗偏大而引发的，即，在长时间大电流工作模式下，镀镍铜排与镀银连接器的接触面会出现氧化发黑的情况。

基于排查发现的问题，为改善在大电流工作模式下的氧化问题，本发明对比了各类金属导体接触面的阻抗大小和耐氧化情况，其中，银的接触阻抗最低为1.6mω，但耐氧化稳定性不如金，因此最终选择在铜排1与供电连接器2接触的位置镀金，同时，供电连接器2内部也镀金，由此保证了两者接触面不会发生化学反应，避免氧化，减小接触阻抗，减小传导大电流时产生的温升，避免出现服务器节点掉电问题，保证了产品供电稳定性。

此外，本发明考虑到选用镀金层后的成本，以及铜排1与供电连接器2的接触可靠性和两者接触面承载电流，对供电连接器2的结构进行了改进设计，如图2至图4所示，供电连接器2设计了齿形弹片24，当铜排1与供电连接器2连接时，随着铜排1不断插入供电连接器2中，齿形弹片24会收缩将铜排1夹紧，以实现铜排1与供电连接器2的紧密接合，实现可靠供电。

本发明中，供电连接器2包括上壳体21和下壳体22，其中，在下壳体22上远离铜排1的一端设置有导电铜柱23，利用导线铜柱23可以将供电连接器2固定在节点服务器上。在上壳体21和下壳体22上靠近铜排1的一端内侧均设置有齿形弹片24，该齿形弹片24包括有接触凸起，镀金层3设置在接触凸起的外侧，用于与铜排1接触将铜排1夹紧，对应地，在铜排1上与接触凸起接触位置也设置有镀金层3，以避免在长时间大电流通过后出现氧化。

齿形弹片24的接触凸起包括有圆弧形接触面，圆弧形接触面的圆弧半径r＝(h-h)/2，其中，h是指相对齿形弹片根部之间的间距，h是指相对齿形弹片的接触凸起之间的间距。本发明中，为了增加连接紧密性，将铜排1的宽度s设计为在大于h与小于h之间，具体地，铜排宽度设计为3mm，相对齿形弹片24的接触凸起之间的间距h是1.8mm，相对齿形弹片24根部之间的间距h是3.6mm，由此计算得齿形弹片24的接触凸起中圆弧半径是0.9mm，当供电连接器2插到铜排1上时，齿形弹片24会张开咬合住铜排1，增加连接紧密性。

齿形弹片24的接触凸起中设计有一定面积的圆弧形接触面，以此来实现电流的流通，在保证连接夹紧力的基础上满足服务器的供电需求。具体地，一个供电连接器2设计有24个齿形弹片24，每个齿形弹片24圆弧顶的平面长度为0.6mm，宽度为2mm，圆弧顶与铜排1接触的面积为：0.6mm*2mm＝1.2mm²，齿形弹片24上每平方mm可流通电流的为12a/mm²，因此整个供电连接器2可流通的电流为：12*1.2*24＝345.6a。服务器最大电流设计规格为300a，因此这种设计的供电连接器可以满足服务器的供电需求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。