一种供电装置和供电系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及供电技术，尤其涉及一种供电装置和供电系统。


背景技术：

2.随着物联网、电子商务、社会化网络的迅速发展，对深度学习、科学计算等多种场景的迅速稳定的计算服务需求会更高，各类cpu、gpu功耗也会随之增加，计算迅速稳定的gpu服务器随之诞生。gpu服务器可通过冗余电源供电，并对冗余电源的供电有一定的要求。
3.目前，现有的供电装置，通常是将多个冗余电源互连，同时为整个gpu服务器供电，由于gpu散热所需电流较大，其它器件所需电流较小，可能会导致其中一个或者几个冗余电源触发过流保护，从而造成服务器故障重启，影响供电可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种供电装置和供电系统，以提高供电可靠性。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种供电装置，供电装置用于为gpu服务器供电，供电装置包括：多个冗余电源、第一电阻和第二电阻，gpu服务器包括第一设备和第二设备；
6.至少一个冗余电源的输出端口与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；
7.至少一个冗余电源的输出端口与第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；
8.至少一个冗余电源的输出端口与第二设备的电源输入端口电连接，第二设备所需电流小于第一设备所需电流。
9.从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例由至少两个冗余电源为第一设备供电，通过设置第一电阻和第二电阻，使第一电阻所在通路和第二电阻所在通路传输的电流相差较小，达到更为均流的效果，防止因两个通路中电流相差过大而使冗余电源触发过流保护，造成gpu服务器故障重启，从而提高供电可靠性。
10.可选的，多个冗余电源包括第一冗余电源、第二冗余电源、第三冗余电源和第四冗余电源，第一冗余电源与第一电阻电连接，第二冗余电源与第二电阻电连接，第三冗余电源与第二设备电连接，第四冗余电源为备用电源，这样设置，能够使得供电装置在使用尽可能少的冗余电源供电的同时实现可靠供电。
11.可选的，第一冗余电源和第一设备之间的距离为第一距离，第一电阻的阻值与第一距离正相关，以确定第一电阻的阻值。
12.可选的，第二冗余电源和第一设备之间的距离为第二距离，第二电阻的阻值与第二距离正相关，以确定第二电阻的阻值。
13.可选的，各冗余电源的输出端口的铜箔路径分隔设置，能够实现各冗余电源的供电通路单独供电。
14.可选的，上述供电装置还包括第一电源侦测模块和第二电源侦测模块，第一电源侦测模块与第一电阻电连接，第二电源侦测模块与第二电阻电连接，电源侦测模块可采集电路中的电压，以根据采集的电压实时监测电路中的电流。
15.可选的，第一电源侦测模块包括电源侦测芯片，电源侦测芯片的第一电压采集引脚与第一电阻的第一端电连接，电源侦测芯片的第二电压采集引脚与第一电阻的第二端电连接，电源侦测芯片可采集第一电阻两端的电压，从而可根据第一电阻的阻值确定第一电阻所在通路的电流，实现电流的实时监测。
16.可选的，上述供电装置还包括第一电容和第二电容，第一电容与第一电阻并联，第二电容与第二电阻并联，第一电容和第二电容均能起到滤波作用，可防止信号干扰。
17.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种供电系统，包括如第一方面所述的供电装置，还包括第一设备和第二设备，供电装置中的第一电阻和第二电阻均与第一设备电连接，供电装置中的至少一个冗余电源与第二设备电连接。
18.可选的，第一设备为散热风扇，第二设备为gpu主板。
19.本实用新型实施例提供的供电装置和供电系统，供电装置用于为gpu服务器供电，供电装置包括多个冗余电源、第一电阻和第二电阻，gpu服务器包括第一设备和第二设备；至少一个冗余电源的输出端口与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二设备的电源输入端口电连接，第二设备所需电流小于第一设备所需电流。本实用新型实施例提供的供电装置和供电系统，由至少两个冗余电源为第一设备供电，通过设置第一电阻和第二电阻，使第一电阻所在通路和第二电阻所在通路传输的电流相差较小，达到更为均流的效果，防止因两个通路中电流相差过大而使冗余电源触发过流保护，造成gpu服务器故障重启，从而提高供电可靠性。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例提供的一种电源侦测模块的结构示意图；
22.图3是本实用新型实施例提供的一种供电系统的结构框图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
24.图1是本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意图，本实施例可适用于为gpu服务器供电等情况，该供电装置包括：多个冗余电源crps、第一电阻r1和第二电阻r2，gpu服务器包括第一设备11和第二设备12。
25.其中，至少一个冗余电源crps的输出端口与第一电阻r1的第一端电连接，第一电阻r1的第二端与第一设备11的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源crps的输出端口与第二电阻r2的第一端电连接，第二电阻r2的第二端与第一设备11的电源输入端口电连接；
至少一个冗余电源crps的输出端口与第二设备12的电源输入端口电连接，第二设备12所需电流小于第一设备11所需电流。
26.具体的，各冗余电源crps可以是型号规格完全相同的冗余电源。图1示出了一个冗余电源crps1与第一电阻r1电连接，一个冗余电源crps2与第二电阻r2电连接，一个冗余电源crps3与第二设备12电连接。冗余电源crps1的输出端口输出的电压为12v_stby1，冗余电源crps1的输出端口输出的电压为12v_stby2，第一设备11的电源输入端口输入的电压为p12v_stby_fan。冗余电源crps1的输出端口输出的电流通过第一电阻r1传输至第一设备11的电源输入端口，冗余电源crps2的输出端口输出的电流通过第二电阻r2传输至第一设备11的电源输入端口。传输至第一设备11的电流为两个冗余电源crps输出的电流之和，即第一设备11由两个冗余电源crps供电。由于一个冗余电源crps输出的电流有限，且第一设备11所需电流较大，是功耗较大的设备，两个冗余电源crps输出的电流之和满足第一设备11正常工作所需电流，因此可由两个冗余电源crps为第一设备11供电。第二设备12所需电流较小，是功耗较小的设备，一个冗余电源crps输出的电流可满足第二设备12正常工作所需电流，因此，可由一个冗余电源crps为第二设备12供电。并且，在冗余电源crps1与第一设备11的通路中设置第一电阻r1，在冗余电源crps2与第一设备11的通路中设置第二电阻r2，可设置第一电阻r1和第二电阻r2的阻值，使第一电阻r1所在通路和第二电阻r2所在通路传输的电流相差较小，达到更为均流的效果，防止因两个通路中电流相差过大而使冗余电源触发过流保护，造成gpu服务器故障重启。
27.本实施例提供的供电装置，包括多个冗余电源、第一电阻和第二电阻，gpu服务器包括第一设备和第二设备；至少一个冗余电源的输出端口与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二设备的电源输入端口电连接，第二设备所需电流小于第一设备所需电流。本实施例提供的供电装置，由至少两个冗余电源为第一设备供电，通过设置第一电阻和第二电阻，使第一电阻所在通路和第二电阻所在通路传输的电流相差较小，达到更为均流的效果，防止因两个通路中电流相差过大而使冗余电源触发过流保护，造成gpu服务器故障重启，从而提高供电可靠性。
28.可选的，多个冗余电源crps包括第一冗余电源crps1、第二冗余电源crps2、第三冗余电源crps3和第四冗余电源crps4，第一冗余电源crps1与第一电阻r1电连接，第二冗余电源crps2与第二电阻r2电连接，第三冗余电源crps3与第二设备电连接，第四冗余电源crps4为备用电源。
29.示例性地，如图1所示，供电装置采用3+1冗余设计，第一冗余电源crps1和第二冗余电源crps2均为第一设备11供电，第三冗余电源crps3为第二设备12供电，第四冗余电源crps4可在另外三个冗余电源中的任意一个电源故障时，替换出现故障的冗余电源，防止因某个冗余电源故障而影响整个供电装置的正常供电。
30.可选的，第一冗余电源crps1和第一设备11之间的距离为第一距离l1，第一电阻r1的阻值与第一距离l1正相关。
31.示例性地，若第一电阻r1所在通路的路径宽度为10mm，路径的铜箔厚度为1盎司，
则第一电阻其中，ρ为第一电阻r1的电阻率，单位为ω/m，s为第一电阻r1的等效横截面积，单位为m2。由此可见，第一电阻r1与第一距离l1成正比，根据第一距离l1可确定第一电阻r1的大小。
32.可选的，第二冗余电源crps2和第一设备11之间的距离为第二距离l2，第二电阻r2的阻值与第二距离l2正相关。
33.具体的，若第二电阻r2所在通路的路径宽度为10mm，路径的铜箔厚度为1盎司，则第二电阻其中，ρ为第一电阻r2的电阻率，单位为ω/m，s为第二电阻r2的等效横截面积，单位为m2。由此可见，第二电阻r2与第二距离l2成正比，根据第二距离l2可确定第二电阻r2的大小。冗余电源crps做3+1冗余时，两个电源crps距离第一设备11的电源接口的距离相差较小，即第一距离l1与第二距离l2相差不大，则第一电阻r1和第二电阻r2相差不大。
34.示例性地，假设第一距离l1为100mm，第二距离l2为200mm，根据上述计算电阻的公式可得第一电阻r1为4.86mω，第二电阻r2为9.72mω。第一冗余电源crps1与第一设备11所在通路的电流为i1，第二冗余电源crps2与第一设备11所在通路的电流为i2，第一设备11所需电流可以是4.63a，若不设置第一电阻r1和第二电阻r2，有i1+i2＝4.63a，4.86
×
i1＝9.72
×
i2，可得i1＝3.087a，i2＝1.543a，此时第一冗余电源crps1需要提供的电流为3.087a，已经超出额定电流3a。因此，为保持第一冗余电源crps1工作在额定电流范围内，两个通路需同时增加一个0.01ω的精密电阻，则两个通路的总阻抗分别为：r1(total)＝10mω+4.86mω＝14.86mω，r2(total)＝10mω+9.72mω＝19.72mω，同理可得i1＝2.64a,i2＝1.99a，此时第一冗余电源crps1和第二冗余电源crps2所需提供的电流均在额定电流以内，可满足需求。精密电阻即第一电阻r1和第二电阻r2的选取可根据第一设备11所需电流以及电阻的长度和横截面积等参数进行计算后选择，保证冗余电源crps工作在额定电流范围内。同时精密电阻阻值选取的越大则损耗也会越大，效率会变低，因此在保证冗余电源crps工作在额定电流范围的前提下，尽量选取合适的精密电阻阻值。
35.可选的，各冗余电源crps的输出端口的铜箔路径分隔设置。
36.其中，各冗余电源crps的供电通路都是独立互不影响的，各冗余电源crps的输出端口的铜箔路径分隔开，互不连接，以实现各冗余电源crps的供电通路单独供电。
37.可选的，上述供电装置还包括第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1与第一电阻r1并联，第二电容c2与第二电阻r2并联。
38.具体的，如图1所示，第一电容c1并联在第一电阻r1两端，可对第一电阻r1所在通路中的电压进行滤波，同样的，第二电容c2并联在第二电阻r2两端，可对第二电阻r2所在通路中的电压进行滤波，防止信号干扰。
39.可选的，上述供电装置还包括第一电源侦测模块21和第二电源侦测模块22，第一电源侦测模块21与第一电阻r1电连接，第二电源侦测模块22与第二电阻r2电连接。
40.具体的，参考图1，第一电源侦测模块21连接第一电阻r1的两端，第二电源侦测模块22连接第二电阻r2的两端。第一电源侦测模块21可获取第一电阻r1两端的电压，第二电源侦测模块21可获取第二电阻r2两端的电压，以根据获取的电压确定通路中的电流，便于
对通路中电流的实时监测。
41.图2是本实用新型实施例提供的一种电源侦测模块的结构示意图，参考图2，可选的，第一电源侦测模块21包括电源侦测芯片u1，电源侦测芯片u1的第一电压采集引脚10与第一电阻r1的第一端电连接，电源侦测芯片u1的第二电压采集引脚9与第一电阻r1的第二端电连接。
42.具体的，参考图2，电源侦测芯片u1由电源vcc供电，电源侦测芯片u1通过第一电压采集引脚10和第二电压采集引脚9可采集第一电阻r1两端的电压，从而根据第一电阻r1两端的电压以及第一电阻r1的阻值确定第一电阻r1所在通路的电流。另外，第二电源侦测模块22与第一电源侦测模块21可以是相同结构，也可包括电源侦测芯片，第二电源侦测模块22中的电源侦测芯片可与电源侦测芯片u1是相同结构的芯片，具体结构可参考图2，在此不再赘述。
43.本实用新型实施例还提供了一种供电系统，该供电系统包括如本实用新型任意实施例所述的供电装置，还包括第一设备11和第二设备12，供电装置中的第一电阻r1和第二电阻r2均与第一设备11电连接，供电装置中的至少一个冗余电源crps与第二设备12电连接。
44.具体的，图3是本实用新型实施例提供的一种供电系统的结构框图，参考图3，以四个冗余电源crps为例，冗余电源crps1和冗余电源crps2为gpu服务器中的第一设备11供电，冗余电源crps3为gpu服务器中的第二设备12供电，以保证gpu服务器正常工作所需电能，冗余电源crps4作为备用电源，在其他冗余电源故障时可替换故障的冗余电源，以使供电装置正常供电。
45.可选的，第一设备11为散热风扇，第二设备12为gpu主板。
46.具体的，由于gpu服务器对散热要求较高，散热风扇的功率较大，散热风扇正常工作所需电流也较大，因此通过至少两个冗余电源crps为散热风扇供电，以达到散热风扇正常工作所需电流。对于gpu服务器的其他设备，所需电流较小，均可由一个冗余电源crps供电。
47.本实施例提供的供电系统与本实用新型任意实施例提供的供电装置属于相同的实用新型构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本实用新型任意实施例提供的供电装置。
48.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种供电装置，其特征在于，所述供电装置用于为gpu服务器供电，所述供电装置包括：多个冗余电源、第一电阻和第二电阻，所述gpu服务器包括第一设备和第二设备；至少一个所述冗余电源的输出端口与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一设备的电源输入端口电连接；至少一个所述冗余电源的输出端口与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第一设备的电源输入端口电连接；至少一个所述冗余电源的输出端口与所述第二设备的电源输入端口电连接，所述第二设备所需电流小于所述第一设备所需电流。2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述多个冗余电源包括第一冗余电源、第二冗余电源、第三冗余电源和第四冗余电源，所述第一冗余电源与所述第一电阻电连接，所述第二冗余电源与所述第二电阻电连接，所述第三冗余电源与所述第二设备电连接，所述第四冗余电源为备用电源。3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第一冗余电源和所述第一设备之间的距离为第一距离，所述第一电阻的阻值与所述第一距离正相关。4.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第二冗余电源和所述第一设备之间的距离为第二距离，所述第二电阻的阻值与所述第二距离正相关。5.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，各所述冗余电源的输出端口的铜箔路径分隔设置。6.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，还包括第一电源侦测模块和第二电源侦测模块，所述第一电源侦测模块与所述第一电阻电连接，所述第二电源侦测模块与所述第二电阻电连接。7.根据权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述第一电源侦测模块包括电源侦测芯片，所述电源侦测芯片的第一电压采集引脚与所述第一电阻的第一端电连接，所述电源侦测芯片的第二电压采集引脚与所述第一电阻的第二端电连接。8.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，还包括第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第一电阻并联，所述第二电容与所述第二电阻并联。9.一种供电系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的供电装置，还包括第一设备和第二设备，所述供电装置中的第一电阻和第二电阻均与所述第一设备电连接，所述供电装置中的至少一个冗余电源与所述第二设备电连接。10.根据权利要求9所述的供电系统，其特征在于，所述第一设备为散热风扇，所述第二设备为gpu主板。

技术总结
本实用新型实施例公开了一种供电装置和供电系统，该供电装置用于为GPU服务器供电，供电装置包括：多个冗余电源、第一电阻和第二电阻，GPU服务器包括第一设备和第二设备；至少一个冗余电源的输出端口与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第一设备的电源输入端口电连接；至少一个冗余电源的输出端口与第二设备的电源输入端口电连接，第二设备所需电流小于第一设备所需电流。本实用新型实施例提供的供电装置及供电系统，能够提高供电可靠性。能够提高供电可靠性。能够提高供电可靠性。


技术研发人员：李睿 沙祥彪 周红胜 吕厚登
受保护的技术使用者：中科可控信息产业有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/5/25