[發(fā)明專利]一種降低開關(guān)功耗的熱插拔架構(gòu)、存儲(chǔ)服務(wù)器及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710586865.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN107357707A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于云杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州云海信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/30
• 分類號(hào): G06F11/30;G06F13/40
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司37100
• 代理人: 孟峣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及服務(wù)器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種降低開關(guān)功耗的熱插拔架構(gòu)、存儲(chǔ)服務(wù)器及方法。

背景技術(shù)

隨著存儲(chǔ)服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們對(duì)存儲(chǔ)服務(wù)器的功耗越來越關(guān)注。目前的通用存儲(chǔ)服務(wù)器的一般采用熱插拔設(shè)計(jì)方案，即采用集成芯片控制開關(guān)的設(shè)計(jì)方案：在系統(tǒng)的輸入端設(shè)計(jì)控制開關(guān)來達(dá)到系統(tǒng)異常時(shí)切斷系統(tǒng)電源的目的。但控制開關(guān)由于本身等效阻抗問題加之存儲(chǔ)服務(wù)器的電流很大，控制開關(guān)本身會(huì)產(chǎn)生很大的損耗。

如圖1所示的現(xiàn)有存儲(chǔ)服務(wù)器的熱插拔設(shè)計(jì)方案中，通過熱插拔控制器、檢流電阻和控制開關(guān)組成熱插拔電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)存儲(chǔ)服務(wù)器正常工作時(shí)，控制開關(guān)導(dǎo)通，該控制開關(guān)所損耗的功耗為I*I*R。其中I為系統(tǒng)導(dǎo)通電流(通用存儲(chǔ)服務(wù)器大約為100A),R為控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的阻抗(約為1毫歐)。

由于系統(tǒng)電流I較大，控制開關(guān)的等效阻抗即使已降至業(yè)界最低，在這種情況下開關(guān)損耗的功率仍舊較大，在通用存儲(chǔ)服務(wù)器大量使用的情況下，這種損耗對(duì)電力成本和節(jié)約能源方面都是很大壓力。

基于此，亟需一種從減少存儲(chǔ)服務(wù)器熱插拔架構(gòu)控制開關(guān)損耗的角度來降低存儲(chǔ)服務(wù)器的整體功耗的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種降低開關(guān)功耗的熱插拔架構(gòu)、存儲(chǔ)服務(wù)器及方法。

一種降低開關(guān)功耗的熱插拔架構(gòu)，包括熱插拔控制器、控制開關(guān)及檢流電阻，所述控制開關(guān)至少設(shè)置有兩個(gè)且相互并聯(lián)后與熱插拔控制器相連接，該熱插拔控制器還連接檢流電阻，該檢流電阻的輸出端連接并聯(lián)后的控制開關(guān)的輸入端。

所述熱插拔控制器中配置有以下引腳：

電源引腳VCC，連接到架構(gòu)輸入端；

電流測(cè)試輸入引腳HS+，連接到架構(gòu)輸入端，所述架構(gòu)輸入端還連接檢流電阻的輸入端；

電流測(cè)試輸出引腳HS-，連接到檢流電阻的輸出端及并聯(lián)后的控制開關(guān)的輸入端；

驅(qū)動(dòng)引腳GATE，連接到并聯(lián)后的控制開關(guān)；

接地引腳GND。

所述控制開關(guān)采用N溝道MOS管制成，相對(duì)應(yīng)的，所有控制開關(guān)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)為：所有控制開關(guān)的漏極均接入檢流電阻的輸出端、柵極均接入熱插拔控制器的驅(qū)動(dòng)引腳GATE、源極均接入架構(gòu)輸出端。

所述架構(gòu)輸入端的輸入電流為100±10安培，檢流電阻的阻值為1±0.3毫歐，熱插拔控制器中驅(qū)動(dòng)引腳GATE的驅(qū)動(dòng)電流為60±5微安。

一種存儲(chǔ)服務(wù)器，安裝有上述降低開關(guān)功耗的熱插拔架構(gòu)。

一種降低開關(guān)功耗的方法，其實(shí)現(xiàn)步驟為，

一、通過控制開關(guān)、熱插拔控制器搭建熱插拔架構(gòu)，即：首先將若干相同的控制開關(guān)進(jìn)行并聯(lián)，然后將并聯(lián)后的控制開關(guān)的輸入端、輸出端分別接入熱插拔控制器；

二、根據(jù)公式I/N*I/N*R＝I*I*R/N²計(jì)算每個(gè)控制開關(guān)的損耗，然后將所有控制開關(guān)的損耗相加獲取控制開關(guān)的總損耗，該公式中I為架構(gòu)輸入電流，R為控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的阻抗，N為控制開關(guān)個(gè)數(shù)且其取值≥2，計(jì)算后可知，控制開關(guān)的總損耗降低為1/N。

在步驟一中，還包括配置檢流電阻的步驟，該檢流電阻的輸入端、輸出端分別連接到熱插拔控制器中，該檢流電阻用于對(duì)步驟二中的架構(gòu)輸入電流I進(jìn)行采樣。

在熱插拔架構(gòu)中的熱插拔控制器配置有以下引腳：

電源引腳VCC，連接到架構(gòu)輸入端；

電流測(cè)試輸入引腳HS+，連接到架構(gòu)輸入端，所述架構(gòu)輸入端還連接檢流電阻的輸入端；

電流測(cè)試輸出引腳HS-，連接到檢流電阻的輸出端及并聯(lián)后的控制開關(guān)的輸入端；

驅(qū)動(dòng)引腳GATE，連接到并聯(lián)后的控制開關(guān)；

接地引腳GND。

所述檢流電阻對(duì)架構(gòu)輸入電流I進(jìn)行采樣的具體過程為：在正常通電后，通過熱插拔控制器的電流測(cè)試輸入引腳HS+、電流測(cè)試輸出引腳HS-檢測(cè)檢流電阻兩側(cè)的電壓，并通過I＝U/R獲取電流值。

還包括監(jiān)控?zé)岵灏渭軜?gòu)安全的步驟，其具體過程為：

根據(jù)熱插拔控制器型號(hào)獲取其驅(qū)動(dòng)引腳GATA的驅(qū)動(dòng)電流I′；

根據(jù)控制開關(guān)型號(hào)，獲取控制開關(guān)的充電容量Qg；

根據(jù)公式計(jì)算控制開關(guān)的開啟時(shí)間：T＝N*Qg/I′；

根據(jù)開啟時(shí)間T及該時(shí)間對(duì)應(yīng)檢測(cè)的電壓值，獲取承載的電流范圍；

根據(jù)控制開關(guān)型號(hào)，查找其不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的安全電流區(qū)域曲線，與上述承載的電流范圍進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)承載電流大于等于安全電流區(qū)域曲線中的電流時(shí)，熱插拔架構(gòu)安全工作。