[发明专利]一种服务器硬盘供电结构及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器硬盘设计领域，具体的说是一种服务器硬盘供电结构及其设计方法。

背景技术

目前，绝大多数的电子设备都会有设计的额定电流，如果工作电流超过额定电流，就会烧坏设备，因此，许多设备都设置了电流保护模块，这些电流保护模块都是一些实现过流、过载保护功能的电路，当电流超过设定电流的时候，实现设备自动断电，从而保护设备。

然而，在服务器硬盘的设计过程中，由于硬盘供电有12V、5V等不同的电压值，而且客户的需求也多种多样，导致在实际应用过程中，硬盘的种类和数量存在较大变数，再加上不同类型的硬盘工作电流大小不一样，同种类型硬盘间工作电流大小也会存在差别，使得硬盘总工作电流大小因客户定制化存在较大差异。这样一来，如果仍然采用现有电路保护的原理，由于保护电路针对的单一电流或电压值，不仅需要对保护电路中电子元器件的器型和大小进行重新计算选择，而且也有可能需要对整个保护电路的结构作重新设计和调整，增加了设计时间，降低了通用性。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种服务器硬盘供电结构及其设计方法，可以通过软硬件结合的设计实现电流值的灵活调整，减少了重新设计保护电路的时间，大大提升了服务器硬盘供电的通用性。

本发明的一种具体实施例采用以下技术方案：

一种服务器硬盘供电结构，包括服务器系统、硬盘背板、CPLD(复杂可编程逻辑器件)、电源芯片，所述的硬盘背板分别与服务器系统和电源芯片实现数据通信，所述的CPLD与服务器系统进行数据交互，所述的CPLD与电源芯片通过I2C(双向二线制同步串行总线)实现数据通信。

进一步的，所述的CPLD与电源芯片之间具有Reset信号传输功能，且所述的CPLD通过Reset信号实现对电源芯片的重启。

进一步的，所述的电源芯片包括OCP(过流保护)寄存器、数模转化模块和比较器，OCP寄存器的输入端通过I2C连接CPLD，OCP寄存器的输出端连接数模转化模块的输入端，数模转化模块的输出端连接比较器的一个输入端，比较器的另一个输入端接收反馈电压值，比较器的输出端输出比较结果至硬盘背板。

一种服务器硬盘供电结构的设计方法，通过软硬件结合实现过流保护，所述的方法包括以下步骤：

步骤1：设置电源芯片内部结构及其连接关系；

步骤2：设置CPLD位置及其连接关系；

步骤3：将预存信息输入CPLD；

步骤4：计算OCP保护阈值；

步骤5：将OCP保护阈值写入OCP寄存器。

进一步的，所述的方法还包括：

步骤6：设定电源芯片重启方式并重启电源芯片。

进一步的，所述的步骤6的具体实现过程为：设定Reset信号为电源芯片的重启信号，然后利用CPLD向电源芯片发出Reset信号，实现电源芯片的重启。

进一步的，所述的步骤3中，所述的预存信息包括硬盘型号信息、电流规格以及硬盘数量。

进一步的，OCP保护阈值的具体计算公式为：

I＝N₁*I₁+N₂*I₂+N₃*I₃+N₄*I₄+N₅*I₅+...+N_n*I_n；其中，I为OCP保护阈值，1、2、3、4、5...n代表硬盘的型号，N_n表示n型号硬盘的数量，I_n表示n型号硬盘的电流规格。

本发明一种具体实施例的有益效果是：

1、通过增加CPLD，利用CPLD实现对OCP阈值的计算，然后利用CPLD的可编辑功能生成代码并输送到电源芯片中，实现对OCP阈值的灵活调整，减少了重新设计保护电路的时间，大大提升了服务器硬盘供电的通用性。

2、利用Reset信号实现电源芯片的重启，可以实现一键重启或触发重启，简化了重启过程。

3、通过设置OCP寄存器、数模转化模块、比较器以及其连接关系，将重新设定的OCP阈值与实际测量的反馈电压值进行实时比较，确保当电流异常时及时断电保护。

4、通过设计方法的实现步骤，提供基于CPLD的供电结构这一设计思路，同时阐述了所有包含CPLD的供电结构应该采用的设计过程，最终通过软硬件结合的设计方式实现服务器硬盘电源的过流保护设计。