专利名称：抑制风扇模块内的电涌电流的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制风扇模块内的电涌电流的方法及其装置，特别是涉及一种用于刀锋服务器系统中，抑制风扇马达的电涌电流的方法及其装置。
背景技术：
请参照图1，其示出了传统的刀锋服务器系统100(Blade Server)的风扇模块(Fan Module)110的方块图。当电源开启，刀锋服务器系统产生控制讯号FAN_ID。控制讯号FAN_ID输入至第一驱动器102与第二驱动器106，使得第一风扇马达104与第二风扇马达108同时启动。
然而，当电源输入风扇马达104、108，使风扇马达转动的瞬间，会产生电涌电流(Surge Current)。若刀锋服务器系统100中有一个以上的风扇马达，同时启动时，所有的电涌电流会加总在控制线路中的某一处，其总合可达约单一风扇马达转动的瞬间所造成的电涌电流大小的数十倍、甚至数百倍。上述的大电流会造成电源供应器(Power Supply)瞬间关机，或是造成系统内所有的主机(Main Board)及插卡模块(Function Module)重新开机(Rest)或误动作。这将造成刀锋服务器系统100内数据遗失或内部电子零件寿命缩短，甚至造成损坏。对于刀锋服务器系统100是非常严重的问题，故设计相关的线路以控制风扇马达开启，以解决电涌电流过大的问题。
为了避免上述电涌电流过大的问题，目前多是利用控制芯片主动控制风扇马达在不同时间开启，但是，此方法不但增加许多成本以及设计上的困难度，还增加刀锋服务器系统管理平台的负担。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是提出一种抑制风扇模块内的电涌电流的方法及其装置，用在刀锋服务器系统中。本发明可解决多个风扇马达或多个风扇模块同时开启瞬间，所产生的多个电涌电流(Surge Current)的加总过大的问题。
根据本发明的目的，提出一抑制风扇模块内的电涌电流的装置，用于一刀锋服务器系统。刀锋服务器系统包括风扇模块。此风扇模块包括一第一风扇马达与一第二风扇马达。刀锋服务器系统产生一控制讯号以控制第一风扇马达与第二风扇马达。此装置包括一第一时间延迟器、一第一驱动器、一第二时间延迟器与一第二驱动器。此第一时间延迟器接收控制讯号，将控制讯号延迟一第一时间后，输出一第一延迟控制讯号。此第一驱动器接收第一延迟控制讯号。第一驱动器于第一延迟控制讯号的控制下，驱动第一风扇马达。此第二时间延迟器接收控制讯号，将控制讯号延迟一第二时间后，输出第二延迟控制讯号。此第二驱动器接收第二延迟控制讯号，第二驱动器于第二延迟控制讯号的控制下，驱动第二风扇马达。其中，第一时间不等于第二时间，以得到第一风扇马达与第二风扇马达于不同时间点分别接收第一延迟控制讯号及第二延迟控制讯号，使得第一风扇马达产生的第一电涌电流与第二风扇马达产生的第二电涌电流不会于同时间点产生。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
图1示出了传统的刀锋服务器(Blade Server)的风扇模块(Fan Module)的方块图。
图2示出了依照本发明一较佳实施例的一种抑制风扇模块(Fan Module)内的电涌电流的装置的方块图。
图3示出了图2的抑制风扇模块的电涌电流的装置的详细电路图。
图4示出了抑制多个风扇模块(Fan Modules)的电涌电流的装置的电路图。
附图符号说明100刀锋服务器102第一驱动器104第一风扇106第二驱动器
108第二风扇110风扇模块202第一时间延迟器204第一驱动器206第一风扇马达208第二时间延迟器210第二驱动器212第二风扇马达402第一模块电阻电容电路404第二模块电阻电容电路410第一风扇模块420第二风扇模块R1、R2、R3、R4阻抗C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8电容Q1、Q2、Q3、Q4、QA、QB晶体管具体实施方式
请参照图2，其示出了依照本发明一较佳实施例的一种抑制风扇模块(Fan Module)内的电涌电流的装置的方块图。本实施例的抑制风扇模块110的电涌电流的装置使用于刀锋服务器系统100中。风扇模块110包括一第一时间延迟器202、一第一驱动器204、一第二时间延迟器208、一第二驱动器210、第一负载装置与第二负载装置。第一负载装置与第二负载装置例如分别为风扇模块110中的第一风扇马达206与第二风扇马达212。
刀锋服务器系统100产生一控制讯号FAN_ID至风扇模块110。第一时间延迟器202接收控制讯号FAN_ID后，第一时间延迟器202将控制讯号FAN_ID延迟第一时间t1，然后输出第一延迟控制讯号DFAN_ID1。第一驱动器204接收第一延迟控制讯号DFAN_ID1。第一驱动器204依据第一延迟控制讯号以驱动第一风扇马达206。同样地第二时间延迟器208也接收此控制讯号FAN_ID，第二时间延迟器208将控制讯号FAN_ID延迟第二时间t2后，输出第二延迟控制讯号DFAN_ID2。第二驱动器210接收第二延迟控制讯号DFAN_ID2，第二驱动器210依据第二延迟控制讯号以驱动第二风扇马达212。其中，第一时间t1不等于第二时间t2，使得第一风扇马达206与第二风扇马达212于不同时间点分别接收第一延迟控制讯号DFAN_ID1及第二延迟控制讯号DFAN_ID2，使得第一风扇马达206产生的第一电涌电流与第二风扇马达212产生的第二电涌电流不会于同一时间点产生。
进一步来说，请参照图3，其示出了图2的抑制风扇模块内的电涌电流的装置的详细电路图。第一时间延迟器202为第一电阻电容(RC)电路202。第二时间延迟器208为第二电阻电容(RC)电路208。本发明的精神即是藉由设计第一电阻电容电路202及第二电阻电容电路208分别具有不同的时间常数，以产生不同的延迟时间t1、t2。进一步来说，第一电阻电容电路202具有第一开关、第一电容C1、第二电容C2及第一阻抗R1。第一开关具有第一开关控制端、第一开关第一端及第一开关第二端。第一开关例如是N通道金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)Q1，第一开关控制端为晶体管Q1的栅极G1，第一开关第一端为晶体管Q1的漏极D1，而第一开关第二端为晶体管Q1的源极S1。栅极G1接收控制讯号FAN_ID，源极S1耦接至一固定电压，固定电压例如是地电压。第一阻抗R1例如为电阻性阻抗，其一端耦接至一电压源VCC，其另一端耦接至第一节点N1并经由第一电容C1耦接至漏极D1。第二电容C2的一端耦接至第一节点N1，第二电容C2的另一端耦接至上述地电压。当控制讯号FAN_ID致能时，第一开关Q1导通，依据R1、C1与C2决定第一电阻电容电路202的时间常数，使得第一电阻电容电路202延迟第一时间t1后于第一节点N1输出第一延迟控制讯号DFAN_ID1。
第二电阻电容电路208包括第二开关、第三电容C3、第四电容C4及第二阻抗R2。第二开关具有第二开关控制端、第二开关第一端及第二开关第二端。第二开关例如是N通道金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)Q2，第二开关控制端为晶体管Q2的栅极G2，第二开关第一端为晶体管Q2的漏极D2，第二开关第二端为晶体管Q2的源极S2。由于第二电阻电容电路208与第一电阻电容电路202具有相同的电路结构，只有其时间常数与第一电阻电容电路202不同，但其动作原理与结构都是一样，于此不再赘述。当控制讯号FAN_ID致能时，第二开关Q2导通，依据R2、C3与C4决定第二电阻电容电路208的时间常数，使得第二电阻电容电路208延迟第二时间t2后于第二阻抗R2与相互耦接的第二节点N2输出第二延迟控制讯DFAN_ID2。
接着，第一驱动器204至少包括一晶体管QA与第一功率开关306，而第二驱动器210至少包括一晶体管QB与第二功率开关308。第一延迟控制讯号DFAN_ID1用以控制晶体管QA。第二延迟控制讯号DFAN_ID2用以控制晶体管QB。当第一延迟控制讯号DFAN_ID1为致能时，晶体管QA导通，与晶体管QA电性连接的第一功率开关306亦随之导通。此时，第一风扇马达206将接收到电压源VDC所提供的电源，而开始运转。当第二延迟控制讯号DFAN_ID2为致能时，晶体管QB导通，与晶体管QB电性连接的第二功率开关308亦随之导通。此时，第二风扇马达208将接收到电压源VDC所提供的电源，而开始运转。
由上述可知，由于第一电阻电容电路202与第二电阻电容电路208的电阻电容值不同，亦即R1×C1值不等于R2×C2值，使得第一延迟控制讯号DFAN_ID1及第二延迟控制讯号DFAN_ID2延迟的时间t1、t2并不相同，故晶体管QA与QB导通的时间点亦不相同。如此，将使得第一风扇马达206与第二风扇马达210启动的时间点不同，使得第一风扇马达206产生的一第一电涌电流与第二风扇马达212产生的一第二电涌电流不会于同一时间点产生。
请参照图4，其示出了依照本发明另一实施例的一种抑制多个风扇模块内的电涌电流的装置的方块图。本发明的装置用于刀锋服务器系统100中。此刀锋服务器系统100包括一第一风扇模块410、一第二风扇模块420、一第一模块电阻电容(RC)电路402与一第二模块电阻电容(RC)电路404。第一风扇模块410及第二风扇模块420较佳地为图2的风扇模块110。第一模块电阻电容电路402接收模块控制讯号MFAN_ID，并将模块控制讯号MFAN_ID延迟第一模块时间mt1后，输出第一模块延迟控制讯号MDFAN_ID1。第一模块延迟控制讯号MDFAN_ID1用以控制第一风扇模块410。第二模块电阻电容电路404接收模块控制讯号MFAN_ID，并将模块控制讯号MFAN_ID延迟第二模块时间mt2后，输出第二模块延迟控制讯号MDFAN_ID2。第二模块延迟控制讯号MDFAN_ID2用以控制第二风扇模块420。其中，第一模块时间mt1不等于第二模块时间mt2，使得第一风扇模块410及第二风扇模块420于不同时间点分别接收第一模块延迟控制讯号MDFAN_ID1及第二模块延迟控制讯号MDFAN_ID2。使得第一风扇模块410产生的一第一模块电涌电流与第二风扇模块产420生的一第二模块电涌电流不会于同一时间点产生。
进一步来说，利用本发明的精神设计第一模块电阻电容电路402及第二模块电阻电容电路404分别具有不同的时间常数α，以产生不同的延迟时间mt1、mt2。第一模块电阻电容电路402具有一第三开关、一第五电容C5、一第六电容C6及一第三阻抗R3。第三开关Q3具有一第三开关控制端、一第三开关第一端及一第三开关第二端。第三开关例如是N通道金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)Q3，其第三开关控制端为晶体管Q3的栅极G3，第三开关第一端为晶体管Q3的漏极D3，第三开关第二端为晶体管Q3的源极S3。栅极G3接收控制讯号MFAN_ID。源极S3耦接至固定电压，固定电压例如是地电压。第三阻抗R3的一端耦接至一电压源VCC，第三阻抗R3的另一端耦接至第三节点N3并经由第五电容C5耦接至漏极D3。第六电容C6的一端耦接至第三节点N3，第六电容C6的另一端耦接至地电压。并且第一模块电阻电容电路402于第三节点N3输出第一延迟控制讯号MDFAN_ID1。当模块控制讯号MFAN_ID致能时，第三开关Q3导通，依据R3、C5与C6决定第一模块电阻电容电路402的时间常数，使得第一模块电阻电容电路402延迟第一模块时间mt1后于第一节点N3输出第一模块延迟控制讯号MDFAN_ID1。
第二模块电阻电容电路404与第一模块电阻电容电路402也具有相同的电路结构，但具有不同的阻抗值与容抗值。第二模块电阻电容电路404具有第四开关、第七电容C7、第八电容C8及第四阻抗R4，其第四开关例如是N通道金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)Q4，由于其电路结构与第一模块电阻电容电路402相同，于此不再赘述。同样地，当模块控制讯号MFAN_ID致能时，第4开关Q4导通，依据R4、C7与C8决定第一模块电阻电容电路404的时间常数，使得第一模块电阻电容电路404延迟第一模块时间mt2后于第一节点N4输出第二模块延迟控制讯号MDFAN_ID2。
本实施例所披露的一种抑制风扇模块内的电涌电流的装置，藉由简单的电阻电容电路，使得第一电阻电容电路及一第二电阻电容电路具有不同的时间常数，使得第一风扇马达产生的第一电涌电流与第二风扇马达产生的第二电涌电流不会于同一时间点产生。上述的另一实施例的一种抑制多个风扇模块的电涌电流的装置，也藉由电阻电容电路，使得第一模块电阻电容电路402与第二模块电容电路404具有不同的时间常数，同样地也使得第一风扇模块410产生的第一电涌电流与第二风扇模块420产生的第二电涌电流不会于同一时间点产生。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种抑制风扇模块内的电涌电流的装置，用于一刀锋服务器系统，该刀锋服务器系统包括该风扇模块，该风扇模块包括一第一风扇马达与一第二风扇马达，该刀锋服务器系统产生一控制讯号，该装置包括一第一时间延迟器，接收该控制讯号，该第一时间延迟器将该控制讯号延迟一第一时间后，该第一时间延迟器输出一第一延迟控制讯号；一第一驱动器，接收该第一延迟控制讯号，该第一驱动器于该第一延迟控制讯号的控制下，驱动该第一风扇马达；一第二时间延迟器，接收该控制讯号，该第二时间延迟器将该控制讯号延迟一第二时间后，该第二时间延迟器输出一第二延迟控制讯号；以及一第二驱动器，接收该第二延迟控制讯号，该第二驱动器于该第二延迟控制讯号的控制下，驱动该第二风扇马达；其中，该第一时间不等于该第二时间，以得到该第一风扇马达与该第二风扇马达于不同时间点分别接收该第一延迟控制讯号及该第二延迟控制讯号，使得该第一风扇马达产生的一第一电涌电流与该第二风扇马达产生的一第二电涌电流不会于同时间点产生。
2.如权利要求1所述的装置，其中，该第一时间延迟器包括一第一电阻电容电路。
3.如权利要求2所述的装置，其中，该第二时间延迟器包括一第一电阻电容电路。
4.如权利要求3所述的装置，其中，该第一电阻电容电路及该第二电阻电容电路具有不同的时间常数。
5.如权利要求1所述的装置，其中，该第一时间延迟器与该第二时间延迟器分别为一第一电阻电容电路及一第二电阻电容电路，该第一电阻电容电路及该第二电阻电容电路具有不同的时间常数。
6.如权利要求5所述的装置，其中该第一电阻电容电路包括一第一开关、一第一电容、一第二电容及一第一阻抗，该第一开关具有一第一开关控制端、一第一开关第一端及一第一开关第二端，该第一开关控制端接收该控制讯号，该第一开关第二端耦接至一固定电压，该第一阻抗的一端耦接至一电压源，该第一阻抗的另一端经由该第一电容耦接至该第一开关第一端并经由该第二电容耦接至该固定电压。
7.如权利要求6所述的装置，其中该第一电阻电容电路于该第一电容与该第二电容耦接端输出该第一延迟控制讯号。
8.如权利要求7所述的装置，其中该第二电阻电容电路包括一第二开关、一第三电容、一第四电容及一第二阻抗，该第二开关具有一第二开关控制端、一第二开关第一端及一第二开关第二端，该第二开关控制端接收该控制讯号，该第二开关第二端耦接至一固定电压，该第二阻抗的一端耦接至该电压源，该第二阻抗的另一端经由该第三电容耦接至该第二开关第一端并经由该第四电容耦接至该固定电压。
9.如权利要求8所述的装置，其中该第二电阻电容电路于该第三电容与该第四电容耦接端输出该第二延迟控制讯号。
10.一种刀锋服务器系统，包括一第一风扇模块与一第二风扇模块；一第一模块电阻电容电路，接收一模块控制讯号，并将该模块控制讯号延迟一第一模块时间后，该第一模块电阻电容电路输出一第一模块延迟控制讯号，该第一模块延迟控制讯号用以控制该第一风扇模块；以及一第二模块电阻电容电路，接收该模块控制讯号，并将该模块控制讯号延迟一第二模块时间后，该第二模块电阻电容电路输出一第二模块延迟控制讯号，该第二模块延迟控制讯号用以控制该第二风扇模块；其中，该第一模块时间不等于该第二模块时间，使得该第一风扇模块及该第二风扇模块于不同时间点分别接收该第一模块延迟控制讯号及该第二模块延迟控制讯号，使该第一风扇模块产生的一第一模块电涌电流与该第二风扇模块产生的一第二模块电涌电流不会于相同时间点产生。
11.如权利要求10所述的刀锋服务器系统，其中该第一模块电阻电容电路包括一第三开关、一第五电容、一第六电容及一第三阻抗，该第三开关具有一第三开关控制端、一第三开关第一端及一第三开关第二端，该第三开关控制端接收该模块控制讯号，该第三开关的第二端耦接至一固定电压，该第三阻抗的一端耦接至一电压源，该第三阻抗的另一端经由该第五电容耦接至该第三开关第一端并经由该第六电容耦接至该固定电压；其中该第五电容与该第六电容耦接端输出该第一模块延迟控制讯号。
12.如权利要求11所述的刀锋服务器系统，其中该第二模块电阻电容电路包括一第四开关、一第七电容、一第八电容及一第四阻抗，该第四开关具有一第四开关控制端、一第四开关第一端及一第四开关第二端，该第四开关控制端接收该模块控制讯号，该第四开关的第二端耦接至一固定电压，该第四阻抗的一端耦接至一电压源，该第四阻抗的另一端经由该第七电容耦接至该第四开关第一端并经由该第八电容耦接至该固定电压；其中该第七电容与该第八电容耦接端输出该第二模块延迟控制讯号。
13.如权利要求12所述的刀锋服务器系统，其中该第一模块电阻电容电路及该第二模块电阻电容电路具有不同的时间常数。
14.一种抑制风扇模块内的电涌电流的方法，用于一刀锋服务器系统，该刀锋服务器系统产生一控制讯号，该方法如下提供一风扇模块，该风扇模块包括一第一风扇马达、一第二风扇马达、一第一电阻电容电路与一第二电阻电容电路；该第一电阻电容电路接收该控制讯号，将该控制讯号延迟一第一时间后，产生一第一延迟控制讯号，该第一延迟控制讯号用以驱动该第一风扇马达；以及该第二电阻电容电路接收该控制讯号，将该控制讯号延迟一第二时间后，输出一第二延迟控制讯号，该第二延迟控制讯号用以驱动该第二风扇马达；其中，该第一时间不等于该第二时间，使该第一风扇马达产生的一第一电涌电流与该第二风扇马达产生的一第二电涌电流不会于同时间点产生。
15.如权利要求14所述的方法，其中，该第一电阻电容电路及该第二电阻电容电路利用不同该电阻值与该电容值，使得该第一时间不等于该第二时间。
16.一种抑制多个风扇模块的电涌电流的方法，用于一刀锋服务器系统，该些风扇模块包括一第一风扇模块与一第二风扇模块，该刀锋服务器包括该些风扇模块，该刀锋服务器输出一模块控制讯号，该法方如下接收该模块控制讯号，将该模块控制讯号延迟一第一模块时间后，输出一第一模块延迟控制讯号，该第一模块延迟控制讯号，用以驱动该第一风扇模块；以及接收该模块控制讯号，将该模块控制讯号延迟一第二模块时间后，输出一第二模块延迟控制讯号，该第二模块延迟控制讯号，用以驱动该第二风扇模块；其中，该第一模块时间不等于该第二模块时间，使该第一风扇模块产生的一第一电涌电流与该第二风扇模块产生的一第二电涌电流不会于同时间点加总在一起。
17.如权利要求16所述的方法，其中该第一模块延迟控制讯号是由一第一模块电阻电容电路输出，与该第二模块延迟控制讯号是由一第二模块电阻电容电路输出，该第一模块电阻电容电路及该第二模块电阻电容电路具有不同的一电阻值与一电容值。
18.如权利要求17所述的方法，其中，该第一模块电阻电容电路及该第二模块电阻电容电路利用不同该电阻值与该电容值，使得该第一模块时间不等于该第二模块时间。
全文摘要
一种抑制风扇模块内的电涌电流的方法，用于刀锋服务器系统。刀锋服务器系统包括具有第一风扇马达、第二风扇马达、第一电阻电容电路与第二电阻电容电路的风扇模块。刀锋服务器系统产生一控制讯号以控制该第一风扇马达与该第二风扇马达。第一电阻电容电路接收控制讯号并延迟第一时间后输出第一延迟控制讯号以驱动第一风扇马达。第二电阻电容电路接收控制讯号并延迟第二时间后输出第二延迟控制讯号用以驱动第二风扇马达。第一时间不等于第二时间，使第一风扇马达产生的第一电涌电流与第二风扇马达产生的第二电涌电流不会于同时间点产生。
文档编号H02P1/04GK1767351SQ20041008791
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者黄仁烜, 苏扬文 申请人:广达电脑股份有限公司