CN116048228A

CN116048228A - 一种兼容电源模块及服务器

Info

Publication number: CN116048228A
Application number: CN202211683881.2A
Authority: CN
Inventors: 张振国
Original assignee: New H3C Information Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Information Technologies Co Ltd
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-05-02

Abstract

本发明公开了一种兼容电源模块及服务器，该兼容电源模块包括：壳体，设置有安装腔；第一输入电源，设置在所述壳体中，所述第一输入电源用于向第一负载供电；降压模块，可拆卸地安装在所述安装腔中；第二输入电源，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述第二输入电源用于向所述第二负载供电；所述安装腔中仅安装所述降压模块时，为单电源平面供电模式；所述安装腔中仅安装所述第二输入电源时，为双电源平面供电模式。如此设置，可以将54V电压和12V电压两种电压输入所形成的不同电源平面进行兼容，同时用户可以根据自身的实际需求来选择，从而灵活满足不同客户在不同应用场景下的不同需求。

Description

一种兼容电源模块及服务器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种兼容电源模块及服务器。

背景技术

服务器等产品中，随着更新换代，GPU元件的功率不断提升，在传统的12V电源平面场景下，电流不断升高，引起了较大的压降损耗和发热，严重影响了服务器等产品的设计。因此在一些大功率的GPU应用场景下，GPU的相关电源开始尝试以54V电压为输入，这样的话，在同样功率的情况下，压降也会降低，极大的降低了设计难度和损耗，也在节能和碳中和等领域实现了收益。

然而，服务器等产品中的CPU、DIMM、HDD等元件，仍采用12V电压为输入，因此在服务器设计中，如何将54V电压和12V电压两种电压输入所形成的不同电源平面进行兼容为亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的如何将54V电压和12V电压两种电压输入所形成的不同电源平面进行兼容的问题，从而提供一种兼容电源模块及服务器。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种兼容电源模块，该兼容电源模块包括：

壳体，设置有安装腔；

第一输入电源，设置在所述壳体中，所述第一输入电源用于向第一负载供电；

降压模块，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述降压模块的输入端与所述第一输入电源可拆卸连接，所述降压模块的输出端与第二负载连接；

第二输入电源，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述第二输入电源用于向所述第二负载供电；

所述安装腔中仅安装所述降压模块时，为单电源平面供电模式；

所述安装腔中仅安装所述第二输入电源时，为双电源平面供电模式。

可选地，所述降压模块与所述第二输入电源的外形参数相同。

可选地，所述降压模块的输出接口与所述第二输入电源的输出接口相互兼容。

可选地，所述降压模块的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的参数相同。

可选地，所述降压模块的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的金手指的厚度、Pi n分布相同。

可选地，该兼容电源模块还包括：

系统主板，设置在所述壳体中；两个降压模块分别位于所述系统主板的两侧，且两个降压模块的电流汇合点位于所述系统主板的居中位置。

可选地，所述降压模块的内部设置有防反机构，电器元件通过所述防反机构装配在所述降压模块中。

可选地，所述防反机构为设置在所述降压模块中的定位柱，降压模块内部的结构件开设有供所述定位柱插入的定位孔。

可选地，所述降压模块的外部设置有插拔把手。

本发明还提供了一种服务器，该服务器包括：第一负载、第二负载以及如上述任一项实施例所述的兼容电源模块，所述第一负载至少为GPU元件，所述第二负载至少为CPU、DI MM、HDD、FANs元件。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种兼容电源模块，该兼容电源模块包括：壳体，设置有安装腔；第一输入电源，设置在所述壳体中，所述第一输入电源用于向第一负载供电；降压模块，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述降压模块的输入端与所述第一输入电源可拆卸连接，所述降压模块的输出端与第二负载连接；第二输入电源，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述第二输入电源用于向所述第二负载供电；所述安装腔中仅安装所述降压模块时，为单电源平面供电模式；所述安装腔中仅安装所述第二输入电源时，为双电源平面供电模式。

如此设置，可以将54V电压和12V电压两种电压输入所形成的不同电源平面进行兼容，同时用户可以根据自身的实际需求来选择单电源平面供电模式还是双电源平面供电模式，从而灵活满足不同客户在不同应用场景下的不同需求。

2.本发明实施例通过将所述降压模块与所述第二输入电源的外形参数设置相同，可以让降压模块与第二输入电源在物理形态上需要做到完全兼容，完全匹配。因为第二输入电源是PSU电源，而PSU电源是标准CRPS电源模块，有标准物理尺寸，因此需要把降压模块设计为与标准CRPS电源外观一致的形态，例如降压模块需在深度、宽度、厚度这3个尺寸上与CRPS电源保持完全一致，提高降压模块的通用性。

3.本发明实施例通过将所述降压模块的输出接口与所述第二输入电源的输出接口相互兼容，在将降压模块与第二输入电源相互更换时，可以直接将降压模块与第二输入电源插入壳体内部的接口上进行使用，无需使用多余的转接线或者通讯线，提高了兼容电源整体的通用性，从而提高了用户的更换效率，也提高了用户使用的便捷性。

4.本发明实施例通过将两个降压模块分别位于所述系统主板的两侧，且两个降压模块的电流汇合点位于所述系统主板的居中位置，可以使两个降压模块进行均流，从而可以提高电源整体的可靠性。

5.本发明实施例通过在所述降压模块的内部设置防反机构，可以防止降压模块的内部器件在安装时出现反向安装的问题，同时该防反机构还有利于降压模块的内部器件快速安装到位，从而提高了生产装配效率。

6.本发明实施例通过在所述降压模块的外部设置有插拔把手，当用户在使用兼用电源并需要更换降压模块或者安装降压模块时，用户可以方便地握住该把手，从而可以轻松对降压模块进行插拔动作，进而可以节省用户的体力，同时还可以方便运维操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例降压模块的整体结构示意图；

图2为本发明实施例PSU电源的外部结构示意图；

图3为本发明实施例单电源平面供电模式的示意图；

图4为本发明实施例双电源平面供电模式的示意图。

附图标记：

1、降压模块；2、防反机构；3、插拔把手；4、PSU电源。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

随着AI领域的蓬勃发展，各领域对算力需求的不断提升，GPU以非常快速的频率进行了多次升级换代，GPU的功率也随着算力的不断增长而不断攀升，截止该专利撰写之前，单颗GPU芯片的功率等级已经达到700W，并向着1000W功率等级继续发展演进。

GPU功率等级的提升，在传统的12V电源平面场景下，电流不断升高，最新的700W/pcs GPU芯片即需要约60A电流，如此大的电流在PCB铜皮及线缆中引起了较大的压降损耗和发热，严重影响了服务器等产品的设计，因此在一些大功率的GPU应用场景下，GPU相关电源开始尝试以54V电压为输入，因为电压提升了4.5倍，根据P＝U*I，在同样功率的情况下，电流也会变为原来的1/4.5；因此根据U＝I*R，压降也会降低为原来的1/4.5，带来的功率损耗和发热，根据P＝U*U/R，就会降低为原来的1/22.5，极大的降低了设计难度和损耗，也在节能和碳中和等领域实现了收益。

然而，在传统的设计领域，如CPU、D I MM、HDD等传统部件，仍采用12V电压为输入，在产品设计中，这些传统部件还远远没有达到可以成熟的使用54V电压输入的应用程度，因此在现在及未来相当长的一段时间内，在GPU服务器系统中，12V输入电压和54V输入电压共存将会是一个常态，因此在服务器设计中，需要考虑两种电压输入形成的两个不同的电源平面之间的影响。

鉴于上述问题，需要考虑一种可以把单电源平面设计和双电源平面设计结合起来的兼容电源以满足不同应用场景下，不同客户的不同需求。

实施例1

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种兼容电源模块，该兼容电源模块包括壳体、第一输入电源、降压模块1以及第二输入电源。

具体地，在本发明实施例中，壳体内部设置有安装腔，安装腔中仅能安装降压模块1与第二输入电源的其中之一。第一输入电源设置在所述壳体中，所述第一输入电源用于向第一负载供电。第一输入电源可以为54V的PSU电源4，降压模块1可拆卸地安装在所述安装腔中，所述降压模块1的输入端与所述第一输入电源可拆卸连接，所述降压模块1的输出端与第二负载连接。当降压模块1安装在所述安装腔中时，54V的PSU电源4经过降压后再输入到第二负载中。其中，第一负载为GPU元件，第二负载为CPU、D I MM、HDD、FANs元件。并且，在本发明实施例中，第二输入电源可拆卸地安装在所述安装腔中，所述第二输入电源用于向所述第二负载供电。

在实际应用过程中，所述安装腔中仅安装所述降压模块1时，为单电源平面供电模式。在该模式下，原理上是等同于将54V的PSU电源4输入的单电源平面输入的设计思路。如图3所示，此时采用54V电压作为电源输入的单电源平面设计，主要的输入为54V，电源输入后，经过必要的防护电路后直接供给需要54V供电的第一负载，如GPU模块。作为主输入的54V电源分出一条支路，进入一个54V转12V的降压模块1后，该降压模块1把54V的电源转化为12V的电源输出，以供给第二负载，如CPU、D I MM、HDD、FANs等模块。

当所述安装腔中仅安装所述第二输入电源时，为双电源平面供电模式。在设计原理上是等同于采用54V电压的PSU电源4和12V电压的PSU电源4两种电源输入的双电源平面设计。如图4所示，两个电源平面互相分离，PSU电源4的选型也分为两种，54V电压的电源输入后直接供给需要54V供电的第一负载，如GPU模块；12V电压的电源输入后直接供给需要12V供电的第二负载，如CPU、D I MM、HDD、FANs等模块。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述降压模块1与所述第二输入电源的外形参数相同。例如，降压模块1的外观在深度上采用185mm的标准设计，宽度上采用40mm的标准设计，厚度上采用37.5mm的标准设计，这样的话，降压模块1在外观上与标准CRPS电源保持完全一致。

本发明实施例通过将所述降压模块1与所述第二输入电源的外形参数设置相同，可以让降压模块1与第二输入电源在物理形态上需要做到完全兼容，完全匹配。因为第二输入电源是PSU电源4，而PSU电源4是标准CRPS电源模块，有标准物理尺寸，因此需要把降压模块1设计为与标准CRPS电源外观一致的形态，例如降压模块1需在上述的深度、宽度、厚度这3个尺寸上与CRPS电源保持完全一致，提高降压模块1的通用性。

当然，本实施例也仅仅是对降压模块1的外形参数进行举例说明，但是并不对此进行限制，本领域技术人员可以根据实际情况对降压模块1的外形参数进行改变，能够起到相同的技术效果即可。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述降压模块1的输出接口与所述第二输入电源的输出接口相互兼容。具体地，所述降压模块1的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的参数相同。降压模块1的输出接口需要按照CRPS电源的金手指的形态进行设计，且金手指的厚度、Pi n分布需要严格兼容CRPS电源设计。也就是说，将所述降压模块1的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的金手指的厚度、Pi n分布设计相同。

本发明实施例通过将所述降压模块1的输出接口与所述第二输入电源的输出接口相互兼容，在将降压模块1与第二输入电源相互更换时，可以直接将降压模块1与第二输入电源插入壳体内部的接口上进行使用，无需使用多余的转接线或者通讯线，提高了兼容电源整体的通用性，从而提高了用户的更换效率，也提高了用户使用的便捷性。

在服务器系统中，为了可靠性的需求，PSU电源4都是有N+N冗余机制的，这就需要主电源和备电源可以完成均流，即两组电源可以均衡的进行负载，不会产生其中一组电源输出较多的功率，而另外一组电源输出较少的功率，否则会影响到电源寿命。因此在作为PSU电源4互斥兼容的降压模块1设计时，也需要考虑到两个降压模块1的均流设计。因此，在本发明的一个可选实施例中，该兼容电源模块还包括系统主板，系统主板设置在所述壳体中。两个降压模块1分别位于所述系统主板的两侧，且两个降压模块1的电流汇合点位于所述系统主板的居中位置。

本发明实施例通过将两个降压模块1分别位于所述系统主板的两侧，且两个降压模块1的电流汇合点位于所述系统主板的居中位置，可以使两个降压模块1进行均流，从而可以提高电源整体的可靠性。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，降压模块1与PSU电源4互斥兼容，就需要降压模块1同时具备PSU电源4模块易于维护的特点。所述降压模块1的内部设置有防反机构2，电器元件通过所述防反机构2装配在所述降压模块1中。具体地，所述防反机构2为设置在所述降压模块1中的定位柱，降压模块1内部的结构件在角落位置开设有供所述定位柱插入的定位孔。

本发明实施例通过在所述降压模块1的内部设置防反机构2，可以防止降压模块1的内部器件在安装时出现反向安装的问题，同时该防反机构2还有利于降压模块1的内部器件快速安装到位，从而提高了生产装配效率。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，所述降压模块1的外部设置有插拔把手3。本发明实施例通过在所述降压模块1的外部设置有插拔把手3，当用户在使用兼用电源并需要更换降压模块1或者安装降压模块1时，用户可以方便地握住该把手，从而可以轻松对降压模块1进行插拔动作，进而可以节省用户的体力，同时还可以方便运维操作。

当然，本实施例也仅仅是对降压模块1的插拔把手3进行举例说明，但是并不对此进行限制，本领域技术人员可以根据实际情况对便于插拔降压模块1的相关机构进行改变，能够起到相同的技术效果即可。

本发明还提供了一种服务器，该服务器包括第一负载、第二负载以及如上述任一项实施例所述的兼容电源模块，所述第一负载至少为GPU元件，所述第二负载至少为CPU、DI MM、HDD、FANs元件。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种兼容电源模块，其特征在于，包括：

壳体，设置有安装腔；

降压模块(1)，可拆卸地安装在所述安装腔中；所述降压模块(1)的输入端与所述第一输入电源可拆卸连接，所述降压模块(1)的输出端与第二负载连接；

所述安装腔中仅安装所述降压模块(1)时，为单电源平面供电模式；

2.根据权利要求1所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)与所述第二输入电源的外形参数相同。

3.根据权利要求2所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)的输出接口与所述第二输入电源的输出接口相互兼容。

4.根据权利要求3所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的参数相同。

5.根据权利要求4所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)的输出接口与所述第二输入电源的输出接口的金手指的厚度、Pin分布相同。

6.根据权利要求1至5任一项所述的兼容电源模块，其特征在于，还HA202209350

包括：

系统主板，设置在所述壳体中；两个降压模块(1)分别位于所述系统主板的两侧，且两个降压模块(1)的电流汇合点位于所述系统主板的居中位置。

7.根据权利要求1至5任一项所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)的内部设置有防反机构(2)，电器元件通过所述防反机构(2)装配在所述降压模块(1)中。

8.根据权利要求7所述的兼容电源模块，其特征在于，所述防反机构(2)为设置在所述降压模块(1)中的定位柱，降压模块(1)内部的结构件开设有供所述定位柱插入的定位孔。

9.根据权利要求7所述的兼容电源模块，其特征在于，所述降压模块(1)的外部设置有插拔把手(3)。

10.一种服务器，其特征在于，包括：第一负载、第二负载以及如权利要求1至9任一项所述的兼容电源模块，所述第一负载至少为GPU元件，所述第二负载至少为CPU、DIMM、HDD、FANs元件。