[发明专利]一种利用芯片软启动来抑制硬盘浪涌电流的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及云服务器供电领域，具体涉及一种利用芯片软启动来抑制硬盘浪涌电流的设计方法。

背景技术

伴随着互联网的快速发展，云计算技术的不断兴起，网上业务量不断增加。对机房服务器的数据处理能力、存储容量都提出了更高的要求。一般的大型数据中心机房，寸土寸金。不论是机房租用还是自建机房，租金和造价都十分昂贵。为了节省占地面积，充分利用空间，高密度部署的RACK机柜产品应运而生。这类产品一般具有，集中供电、集中散热、集中管理这三大特点。为了尽可能在单位空间上，提升服务器节点的数据处理能力及存储容量，在机柜内一般根据实际应用的情况部署：服务器节点20或32个，每个节点以1U托盘的形式，从机柜内抽拔，方便运维。

高密度rack机柜服务器系统，一般由许多服务器节点组成，每个节点一般由节点托盘、主板、硬盘、电源板这四部分组成。通常，RACK机柜内节点的主板和硬盘都固定在1U托盘内，目前的节点按照1节点8硬盘的配置，部署在1U的机箱托盘内。由于在1U的托盘内，部署有主板、硬盘和电源板；主板和硬盘均在电源板上取电，在实际调试的过程中，当节点上部署的硬盘数量过多时，会遇到：当节点开机的瞬间，电源板上给硬盘供电的+12V和+5V都会出现因瞬间浪涌电流过大的现象。当给硬盘供电的+12V出现大的浪涌电流，若节点频繁出现开机动作，会对硬盘的马达造成损伤；当给硬盘供电的+5V出现过大的浪涌电流，+5V供电线路触发OCP（Over Current Protection过流保护），最终会导致系统宕机。

如图1所示，为RACK机柜服务器系统中，单节点的结构示意图。节点支持8块3.5英寸硬盘，节点的上部通过两个取电端子在12V busbar(母线)取电，电源板上集成有热拔插保护线路，实现节点整体热拔插；电源转接板实现给硬盘12V和5V的供电及主板供电：给主板供电P12V，给硬盘供电P12V_EDD和P5V_HDD。电源板与电源转接板通过供电转接线互联在一起。

如图2所示，为改进前的硬盘供电结构图。硬盘所用的P12V_HDD和P5V_HDD通过负载开关线路来控制。当节点开机时，由于控制负载开关的信号PSON没做处理直接驱动负载开关管，开关管迅速打开，使得开机瞬间，硬盘供电的P12V_HDD和P5V_HDD会产生很大的浪涌电流，瞬时大电流会导致硬盘使用寿命降低，甚至硬盘损坏的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服该问题，本文提出一种利用芯片软启动来抑制硬盘浪涌电流的设计方法，用来抑制开机瞬间的大电流，防止系统出现宕机。

本发明所采用的技术方案为：

一种利用芯片软启动来抑制硬盘浪涌电流的设计方法，首先通过开机信号控制热拔插芯片线路工作，然后利用热拔插芯片的软启动功能，使得芯片产生驱动信号来缓慢打开供电链路上的负载开关管，从而减小负载开关管打开过程中所产生浪涌电流，保护硬盘设备。

当热拔插线路加电后，热拔插芯片通过ENABLE信号来使能，热拔插芯片开始工作，并进行软启动动作；同时热拔插芯片输出驱动信号，该信号由低电平缓慢爬升到高电平，控制负载开关管缓慢打开。

所述热拔插芯片一端接使能信号（PSON信号），一端连接VDD，一端输出驱动信号GATE控制负载开关管，一端通过串联一个Css的电容接地。

通过调节Css的电容容值调整驱动信号GATE的爬升时间。

Css的容值大小依据负载开关管的SOA（即：safe operating area，安全工作区域）曲线来设定。

本发明有益效果：本发明方法经过软启动调节后的热拔插线路，能输出驱动信号，控制负载开关管缓慢打开，从而减小负载开关管导通时的瞬时大电流。

附图说明

图1为RACK机柜系统单节点示意图；

图2为改进前的硬盘供电结构图；

图3为改进后的硬盘供电结构示意图；

图4为热拔插芯片控制负载开关管的原理示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图，结合具体实施例，对本发明进一步说明：

一种利用芯片软启动来抑制硬盘浪涌电流的设计方法，首先通过开机信号控制热拔插芯片线路工作，然后利用热拔插芯片的软启动功能，使得芯片产生驱动信号来缓慢打开供电链路上的负载开关管，从而减小负载开关管打开过程中所产生浪涌电流，保护硬盘设备。