[发明专利]一种服务器PSU电源低电压保护装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器电源领域，具体涉及一种服务器PSU电源低电压保护装置。

背景技术

随着服务器技术的发展，服务器中所用的CPU集成程度的进一步提升，CPU的负载电流也随之进一步增加，目前在研的CPU功耗可达200W以上，瞬态功耗可达400W以上，这给服务器研发带来进一步的挑战。

现阶段的服务器设计中，由于CPU的瞬态功耗波动较大，受传输路径上的阻抗影响，极易导致服务器PSU电源输出电压产生大幅度下降，进而触发系统发生输入UVP保护（Under Voltage Protection，低电压保护），发生掉电、重启、甚至宕机现象，对服务器用户造成不可估量的损失。

现有的设计中，针对由于CPU功耗过大造成PSU输出电压大幅度下降的现象，存在两种设计方案：

第一种方案是选用性能更高、参数更优的元器件及PCB板，以此来减小整个传输路径上的阻抗，同时提升PSU电源输出电压值，降低PSU电源输出产生大幅度下降的风险。

第二种方案是通过PMBUS总线获取PSU电源输出电压值，在系统BMC中设置一个阈值于PMBUS总线抓取的PSU电源输出电压值对比，当获取的PSU电源输出电压值低于设定的阈值时，系统BMC直接同CPU沟通，使得CPU降频，以此来降低CPU功耗，避免PSU输出电压过低造成系统掉电或宕机。

第一种方案会给服务器的设计带来更高的成本需要，且无法彻底避免此问题的发生。

第二种方案是通过软件处理，由于BMC获取电压数值只能通过一次轮巡来获取一次，处理数据的速率较低，可能会产生滞后反应，甚至针对时间很短的电压下降无法获取从而没有反应。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种经硬件电路实现服务器PSU电源低电压保护的装置。

本发明的技术方案是：一种服务器PSU电源低电压保护装置，包括：PSU电源和服务器CPU，还包括：

电压采样模块：采集PSU电源的输出电压得到采样电压，并将采样电压传输至电压比较模块；

电压比较模块：将采样电压与预设电压阈值进行比较，并将比较结果传输至控制降频模块；

控制降频模块：根据电压比较模块的比较结果控制服务器CPU是否降频。

进一步地，电压采样模块包括：电阻R1、电阻R2；电阻R1一端连接PSU电源的输出电压、另一端经电阻R2接地；电阻R1和电阻R2之间的节点接入电压比较模块。

进一步地，电压采样模块还包括：电容C1；电容C1与电阻R2并联。

进一步地，电压比较模块包括：电压比较器U1、电阻R3；电阻R1和电阻R2之间的节点连接至电压比较器U1的负相输入端，电压比较器U1的正相输入端连接参考电压，电压比较器U1的输出端接入控制降频模块；同时电压比较器U1的输出端经电阻R3上拉至上拉电源。

进一步地，控制降频模块包括：MOS管M1、电阻R4；所述电压比较器U1的输出端连接至MOS管M1的栅极，MOS管M1的源极接地，MOS管M1的漏极连接至服务器CPU，同时MOS管M1的漏极经电阻R4上拉至上拉电源。

一种服务器PSU电源低电压保护方法，包括：PSU电源和服务器CPU，所述保护方法包括以下步骤：

设定电压阈值；

采集PSU电源的输出电压得到采样电压；

比较采样电压是否小于电压阈值；

如果采样电压小于电压阈值，则服务器CPU降频。

进一步地，还包括电阻R1和电阻R2、电容C1；电阻R1一端连接PSU电源的输出电压、另一端经电阻R2接地，电容C1与电阻R2并联；采集PSU电源的输出电压得到采样电压具体方法为：PSU电源的输出电压经电阻R1和电阻R2分压，分压得到的电压为采样电压。

进一步地，包括电压比较器U1和电阻R3；电压比较器U1的输出端经电阻R3上拉至上拉电源；设定电压阈值具体方法为设定电压比较器U1的正相输入端电压；

比较采样电压是否小于电压阈值具体方法是：采集PSU电源的输出电压得到的采样电压输入电压比较器U1的负相输入端，电压比较器U1的正相输入端电压与其负相输入端电压相比较。

进一步地，还包括MOS管M1、电阻R4；所述电压比较器U1的输出端连接至MOS管M1的栅极，MOS管M1的源极接地，MOS管M1的漏极连接至服务器CPU，同时MOS管M1的漏极经电阻R4上拉至上拉电源；