[發明專利]一種利用芯片軟啟動來抑制硬盤浪涌電流的設計方法

在審

• 申請號: 201510015387.2
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104598003A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 羅嗣恒
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 張靖

技術領域

本發明涉及云服務器供電領域，具體涉及一種利用芯片軟啟動來抑制硬盤浪涌電流的設計方法。

背景技術

伴隨著互聯網的快速發展，云計算技術的不斷興起，網上業務量不斷增加。對機房服務器的數據處理能力、存儲容量都提出了更高的要求。一般的大型數據中心機房，寸土寸金。不論是機房租用還是自建機房，租金和造價都十分昂貴。為了節省占地面積，充分利用空間，高密度部署的RACK機柜產品應運而生。這類產品一般具有，集中供電、集中散熱、集中管理這三大特點。為了盡可能在單位空間上，提升服務器節點的數據處理能力及存儲容量，在機柜內一般根據實際應用的情況部署：服務器節點20或32個，每個節點以1U托盤的形式，從機柜內抽拔，方便運維。

高密度rack機柜服務器系統，一般由許多服務器節點組成，每個節點一般由節點托盤、主板、硬盤、電源板這四部分組成。通常，RACK機柜內節點的主板和硬盤都固定在1U托盤內，目前的節點按照1節點8硬盤的配置，部署在1U的機箱托盤內。由于在1U的托盤內，部署有主板、硬盤和電源板；主板和硬盤均在電源板上取電，在實際調試的過程中，當節點上部署的硬盤數量過多時，會遇到：當節點開機的瞬間，電源板上給硬盤供電的+12V和+5V都會出現因瞬間浪涌電流過大的現象。當給硬盤供電的+12V出現大的浪涌電流，若節點頻繁出現開機動作，會對硬盤的馬達造成損傷；當給硬盤供電的+5V出現過大的浪涌電流，+5V供電線路觸發OCP（Over?Current?Protection過流保護），最終會導致系統宕機。

如圖1所示，為RACK機柜服務器系統中，單節點的結構示意圖。節點支持8塊3.5英寸硬盤，節點的上部通過兩個取電端子在12V?busbar(母線)取電，電源板上集成有熱拔插保護線路，實現節點整體熱拔插；電源轉接板實現給硬盤12V和5V的供電及主板供電：給主板供電P12V，給硬盤供電P12V_EDD和P5V_HDD。電源板與電源轉接板通過供電轉接線互聯在一起。

如圖2所示，為改進前的硬盤供電結構圖。硬盤所用的P12V_HDD和P5V_HDD通過負載開關線路來控制。當節點開機時，由于控制負載開關的信號PSON沒做處理直接驅動負載開關管，開關管迅速打開，使得開機瞬間，硬盤供電的P12V_HDD和P5V_HDD會產生很大的浪涌電流，瞬時大電流會導致硬盤使用壽命降低，甚至硬盤損壞的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為克服該問題，本文提出一種利用芯片軟啟動來抑制硬盤浪涌電流的設計方法，用來抑制開機瞬間的大電流，防止系統出現宕機。

本發明所采用的技術方案為：

一種利用芯片軟啟動來抑制硬盤浪涌電流的設計方法，首先通過開機信號控制熱拔插芯片線路工作，然后利用熱拔插芯片的軟啟動功能，使得芯片產生驅動信號來緩慢打開供電鏈路上的負載開關管，從而減小負載開關管打開過程中所產生浪涌電流，保護硬盤設備。

當熱拔插線路加電后，熱拔插芯片通過ENABLE信號來使能，熱拔插芯片開始工作，并進行軟啟動動作；同時熱拔插芯片輸出驅動信號，該信號由低電平緩慢爬升到高電平，控制負載開關管緩慢打開。

所述熱拔插芯片一端接使能信號（PSON信號），一端連接VDD，一端輸出驅動信號GATE控制負載開關管，一端通過串聯一個Css的電容接地。

通過調節Css的電容容值調整驅動信號GATE的爬升時間。

Css的容值大小依據負載開關管的SOA（即：safe?operating?area，安全工作區域）曲線來設定。

本發明有益效果：本發明方法經過軟啟動調節后的熱拔插線路，能輸出驅動信號，控制負載開關管緩慢打開，從而減小負載開關管導通時的瞬時大電流。

附圖說明

圖1為RACK機柜系統單節點示意圖；

圖2為改進前的硬盤供電結構圖；

圖3為改進后的硬盤供電結構示意圖；

圖4為熱拔插芯片控制負載開關管的原理示意圖。

具體實施方式

下面根據說明書附圖，結合具體實施例，對本發明進一步說明：

一種利用芯片軟啟動來抑制硬盤浪涌電流的設計方法，首先通過開機信號控制熱拔插芯片線路工作，然后利用熱拔插芯片的軟啟動功能，使得芯片產生驅動信號來緩慢打開供電鏈路上的負載開關管，從而減小負載開關管打開過程中所產生浪涌電流，保護硬盤設備。