[发明专利]一种防止NVME背板烧毁的过流保护模块及方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体地说是一种防止NVME背板烧毁的过流保护模块及方法。

背景技术

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。现阶段，随着硬盘存储能力和读写数据能力的不断提升，从原有的SATA硬盘、SAS硬盘发展到现在的NVME硬盘，单个硬盘的存储能力的提升已发展到一个缓慢提升的阶段，所以能真正体现服务器存储能力的指标即内部集成硬盘的数目。

为提升服务器本身存储能力，所需的NVME硬盘一般集中在NVME背板上，实现集中供电、集中管理，使得服务器内部空间得到最合理的利用。NVME背板一般从单口背板到48口背板均有设计，这取决于服务器内部的空间大小。

伴随着NVME背板的大量使用，随之出现的问题也不断增加。其中：最严重的问题即NVME背板烧毁问题。服务器终端客户在使用中若发生NVME背板烧毁问题，将直接导致服务器损坏、数据丢失甚至更严重的事情。硬盘背板设计合理性、防止硬盘背板烧毁成为服务器研发工程师愈来愈关注的问题。

现有的NVME背板设计方案中，NVME硬盘所需的12V电压和3V3电压直接从主板或电源板提供，中间路径未增加任何保护，如图1和图2所示。图1为12V电压供电路径，输入电压为P12V，图2为3V3电压供电线路，输入电压为P3V3。

现有的设计方案中，NVME背板从主板或电源板取电后，直接送给NVME硬盘，若NVME硬盘内部短路或NVME背板PCB不良发生短路。

当前的设计方案无法实现断电保护，可能导致NVME背板发生烧毁现象。如图3所示，导致NVME背板烧毁的原因有很多种，而这些原因发生后最直接的体现是NVME背板电流过大，因此，亟需一种新的、成本较低支持100G网络的技术。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种防止NVME背板烧毁的过流保护模块及方法。

一种防止NVME背板烧毁的过流保护模块，用于配置在NVME背板供电链路上，其结构包括MOS管、控制芯片、过流保护电阻，该过流保护模块在NVME背板供电链路的电压输入端分成两条支路，其中一条支路经MOS管后连接到电压输出端，另一条支路则顺序经过控制芯片、过流保护电阻后接地，该控制芯片还连接上述MOS管。

所述控制芯片中配置有电压输入VCC管脚、门控制信号输入端Gate管脚、电流限制门限调整Ilim管脚，其中VCC管脚连接电压输入端，Gate管脚连接MOS管，Ilim管脚连接过流保护电阻。

所述MOS管采用P沟道MOS管，其栅极连接控制芯片、源极连接电压输入端、漏极连接电压输出端。

一种防止NVME背板烧毁的过流保护方法，其实现过程为：

一、首先根据NVME背板情况，选取过流保护电阻；

二、在NVME背板供电链路上，增加上述包括过流保护电阻的过流保护模块；

三、当NVME背板发生异常时，过流保护模块启动切断供电电压，防止背板烧毁。

所述步骤一中的NVME背板情况是指连接到背板上的NVME硬盘数量、供电电压，即NVME硬盘采用12V或3.3V工作电压时，其对应的过流保护点取值不同，该过流保护点即过流保护的最大电流值，其计算公式为Iocp = N/Rlim，其中Iocp为控制芯片设定的过流保护点，Rlim为过流保护电阻的数值，N为控制芯片的系数，此系数由所选用的控制芯片的型号决定，相对应的，过流保护电阻的阻值根据过流保护点的取值决定。

所述NVME硬盘工作电压采用12V电压时，在NVME背板供电链路上，首先配置一过流保护模块，然后将该过流保护模块的输出端分成M条支路，在每条支路上均再配置一过流保护模块后接入NVME硬盘，所述M为NVME硬盘数目。

在NVME硬盘背板输入电压为12V时，单个 NVME硬盘所需的12V电压最大工作电流为3A，每条支路上的过流保护模块将过流保护点设置为单个NVME硬盘最大工作电流的1.5倍，即4.5A；相对应的，连接电压输入端的首先经过的过流保护模块将过流保护点设置为M*4.5A，M为NVME硬盘数目。

所述NVME硬盘工作电压采用3V3电压时，在NVME背板供电链路上，配置一过流保护模块，然后将该过流保护模块的输出端分成M条支路，分别连接至NVME硬盘，所述M为NVME硬盘数目。