一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108803854 A(43)申请公布日 2018.11.13

(21)申请号 201810522858.2(22)申请日 2018.05.28

(71)申请人 郑州云海信息技术有限公司

地址 450018 河南省郑州市郑东新区心怡

路278号16层1601室(72)发明人 孙辉　(51)Int.Cl.

G06F 1/26(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 108803854 A(54)发明名称

一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构(57)摘要

本发明实施例公开了一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，属于服务器硬盘供电设计领域，架构包含：主板及若干个硬盘，所述主板为每一硬盘提供5V和12V电压。所述主板与每一硬盘之间设有至少两级供电保护装置，所述供电保护装置中的一级为设于所述每一硬盘的独立的供电保护装置。本发明实施例中多级供电保护芯片，可以避免硬盘背板异常烧毁现象的发生，为硬盘背板和所有硬盘提供供电保护。避免现有技术方案中所有硬盘同时上电时瞬态电流过大导致系统发生过流保护的现象。通过查看主板管理模块中记录的供电保护芯片状态信息，能实时监控所有硬盘供电保护芯片的PGOOD状态，对异常问题实现快速定位。

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权　利　要　求　书

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1.一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，包含：主板及若干个硬盘，所述主板为每一硬盘提供5V和12V电压；所述主板与每一硬盘之间设有至少两级供电保护装置，所述供电保护装置中的一级为设于所述每一硬盘的独立的供电保护装置。

2.如权利要求1所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述硬盘的独立的供电保护装置为硬盘供电保护芯片。

3.如权利要求1所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，主板输出12V电压，主板的12V电压连接一第一级供电保护装置的输入端；第一级供电保护装置的输出端分别通过若干个独立的第二级供电保护装置与若干硬盘的12V供电输入端连接；第一级供电保护装置的输出端还连接电压转换模块的输入端；所述电压转换模块用于将12V电压转换为5V电压；电压转换模块的输出端分别通过独立的若干个第二级供电保护装置与若干硬盘的5V供电输入端连接。

4.如权利要求3所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述第一级供电保护装置为硬盘背板输入供电保护芯片。

5.如权利要求3所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述第二级供电保护装置为硬盘供电保护芯片。

6.如权利要求3所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述电压转换模块为电压转换芯片。

7.如权利要求5所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述硬盘供电保护芯片的EN(使能)端和PGOOD(电源良好)端连接至主板管理模块。

8.如权利要求7所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述主板管理模块为CPLD模块。

9.如权利要求4所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述硬盘背板输入供电保护芯片带有PMBUS，PMBUS与主板的BMC连接。

10.如权利要求6所述的支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，其特征在于，所述电压转换芯片带有PMBUS，PMBUS与主板的BMC连接。

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说　明　书

一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构

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技术领域

[0001]本发明涉及服务器硬盘供电设计领域。

背景技术

[0002]随着大数据、云服务在各个领域的不断深入，服务器的存储能力成为代表服务器性能的一个重要指标，而服务器的存储能力最有力的体现即内部所集成硬盘的容量及数目。

[0003]现阶段，为了便于硬盘的维护，服务器通常使用的硬盘为带有热插拔功能的硬盘，即服务器在工作过程中，可以把硬盘插进去或者拔出来，硬盘不会损坏，数据不会丢失，而且供电和数据传输不会受到影响。

[0004]这样就必须开发硬盘背板来实现硬盘的热插拔功能。服务器内部多个硬盘共用同一应硬盘背板，既可以减少机箱内走线，提升存储密度，同时可以实现统一管理和统一供电。科学合理的硬盘背板设计，可以给整个服务器系统带来更多的增值功能。[0005]现有的SAS和SATA硬盘背板的设计方案，硬盘需要的5V电压和12V电压直接从主板提供，在SAS/SATA硬盘背板的输入端经过一颗保险丝后，直接为硬盘(HDD0、HDD1、HDD2、……)供电(P5V_HDD、P12V_HDD)，如图1所示。由于只有一级保险丝，若SAS或SATA硬盘内部短路或硬盘背板PCB不良发生短路，均可能会导致保险丝熔断，使得硬盘背板上的所有硬盘无法继续工作，需更换硬盘背板才能解决此问题。此SAS和SATA硬盘背板的供电架构虽然简单易行，但是若发生问题，无法对背板形成有效的保护。发明内容

[0006]本发明为解决优化SAS和SATA硬盘背板供电的技术问题。为此，本发明提供支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，它具有能避免硬盘背板异常烧毁现象的发生，为硬盘背板和所有硬盘提供供电保护的优点。[0007]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。[0008]一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，包含：[0009]主板及若干个硬盘，所述主板为每一硬盘提供5V和12V电压。所述主板与每一硬盘之间设有至少两级供电保护装置，所述供电保护装置中的一级为设于所述每一硬盘的独立的供电保护装置。[0010]优选的，硬盘独立的供电保护装置为供电保护芯片。[0011]进一步优选的，硬盘独立的供电保护芯片的EN(使能)端和PGOOD(电源良好)端连接至主板管理模块。

[0012]进一步优先的，主板输出12V电压，主板的12V电压连接一第一级供电保护装置的输入端。第一级供电保护装置的输出端分别通过若干个独立的第二级供电保护装置与若干硬盘的12V供电输入端连接。第一级供电保护装置的输出端还连接电压转换模块的输入端。所述电压转换模块用于将12V电压转换为5V电压。电压转换模块的输出端分别通过独立的

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若干个第二级供电保护装置与若干硬盘的5V供电输入端连接。[0013]本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出一种SAS和SATA硬盘背板供电架构，在整个供电链路上增加多级供电保护芯片，可以避免硬盘背板异常烧毁现象的发生，为硬盘背板和所有硬盘提供供电保护。

[0014]硬盘供电保护芯片的EN和PGOOD连接至CPLD，既可以实现所有硬盘的错峰上电，避免现有技术方案中所有硬盘同时上电时瞬态电流过大导致系统发生过流保护的现象。[0015]通过查看主板管理模块中记录的供电保护芯片状态信息，能实时监控所有硬盘供电保护芯片的PGOOD状态，对异常问题实现快速定位。附图说明

[0016]图1是现有技术连接示意图。[0017]图2是实施例1的连接示意图。[0018]图3是实施例2的连接示意图。

具体实施方式

[0019]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。[0020]实施例1

[0021]如图2所示的一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，包含：[0022]主板及若干个硬盘，本实施例中，硬盘具体包括HDD0、HDD1、HDD2、……。所述主板为每一硬盘提供5V和12V电压。所述主板与硬盘之间设有两级供电保护装置，本实施例中两级供电保护装置包括靠近主板侧的保险丝装置，和靠近硬盘侧的分别独立连接一硬盘的供电保护芯片。[0023]实施例2

[0024]如图3所示的一种支持SAS和SATA硬盘背板供电架构，包含：[0025]主板及若干个硬盘，本实施例中，硬盘具体包括HDD0、HDD1、HDD2、……。[0026]主板输出12V电压，主板的12V电压连接一第一级供电保护装置的输入端。第一级输入供电保护装置的输出端，输出P12V_HDD，分别通过若干个独立的第二级供电保护装置与若干硬盘的12V供电输入端连接。本实施例中第一级供电保护装置即硬盘背板输入供电保护芯片。

[0027]硬盘背板输入供电保护芯片的输出端还连接电压转换模块的输入端。所述电压转换模块用于将12V电压转换为5V电压(即转换为P5V_HDD)。电压转换模块的输出端分别通过若干个独立的第二级供电保护装置与若干硬盘的5V供电输入端连接。本实施例中第二级供电保护模块即硬盘供电保护芯片。电压转换模块即电压转换芯片。本实施例中供电保护芯片分别对HDD0输出P5V_HDD0、P12V_HDD0,对HDD1输出P5V_HDD1、P12V_HDD1,对HDD2输出P5V_HDD2、P12V_HDD2。

[0028]硬盘背板输入供电保护芯片和电压转换芯片带有PMBUS，将PMBUS通过线缆连接至主板的BMC上，可读取硬盘背板的12V和5V输入电压的功耗、电压和电流信息，实现背板总功耗的监控功能。

[0029]各独立的硬盘供电保护芯片的EN(使能)端和PGOOD(电源良好)端连接至主板管理

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模块。在本实施例中主板管理模块具体为CPLD(Complex Programmable Logic Devic，复杂可编程逻辑器件)。

[0030]本实施例将所有硬盘供电保护芯片的EN连接至硬盘背板上的CPLD上，由CPLD来控制所有硬盘的上下电时序，为避免所有硬盘同时上电导致瞬态电流过大而造成的系统过流保护现象，可通过CPLD内的FW操作，将硬盘供电保护芯片错开启动时间，实现错峰启动功能，避免过流风险。

[0031]本实施例将所有硬盘供电保护芯片的PGOOD连接至硬盘背板上的CPLD上，CPLD会实时记录所有PGOOD的状态，并记录在内部RAM中，以4口硬盘背板为例，所有硬盘正常工作时，CPLD获取到的所有硬盘供电保护芯片的PGOOD状态为11111111，当HDD0的P5V_HDD0发生异常导致P5V_HDD0对应的硬盘供电保护芯片发生过流保护时，PGOOD将会变为低电平，P5V_HDD0电压变为0V，而此时CPLD获取到的所有硬盘供电保护芯片的PGOOD状态为01111111，操作人员可根据此信息快速定位问题位置，及时更换硬盘，实现异常状态的快速定位。[0032]上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

图3

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