基于服務(wù)器的冗余電源技術(shù)探討

　　冗余電源是高可用系統(tǒng)中關(guān)鍵的部分。在最簡單的解決方案中，兩只電源可以利用二極管來通過或門輸出以驅(qū)動負(fù)載。這樣，這兩只電源既可以共同工作，也可以一只工作，一只備用。

　　場效應(yīng)晶體管(FET) ORing控制器是一款更實(shí)用的解決方案，因?yàn)樗苊饬硕O管電壓降、功率損耗以及熱損耗。因此我們可以用低電壓損失MOSFET來配置新穎經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。在這里我們將討論幾個服務(wù)器冗余電源配置的示例。

　　服務(wù)器的冗余電源技術(shù)

　　高可用系統(tǒng)的電源總線可能采用OR或者N+1配置，或者兩者同時采用。通常來說，因?yàn)榇嬖谡驂航导捌鋷淼臒釗p耗，所以在低電壓、高電流的應(yīng)用中我們不采用二極管。因此人們更傾向于采用FET ORing技術(shù)。然而，采用高度集成和分立式設(shè)計(jì)的MOSFSET控制器本身也存在很多不足之處。

　　在圖1中，MOSFET兩端的差分電壓VAC是由控制器監(jiān)控的，控制器是根據(jù)VAC來設(shè)置MOSFET的閘極電壓的。在MOSFET開啟和關(guān)閉時的實(shí)際開關(guān)點(diǎn)電壓以及控制的方法和速度決定了控制器成功地模擬二極管的性能和穩(wěn)定性。

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　　圖 1、“帶框的二級管”表示控制器和MOSFET的簡圖

　　TPS2410控制器是專門為服務(wù)器應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。服務(wù)器的負(fù)載通常是低電壓、相對穩(wěn)定的高電流，不允許出現(xiàn)流向失效電源(failed Power supply)的反向電流。下面我們將討論一些有關(guān)冗余電源配置的示例。示例中采用了圖1中帶方框的二級管符號來表示N通道MOSFET和控制器的簡圖。

　　OR配置

　　圖2顯示了一款簡單的ORing電源控制器。通常，在刀片服務(wù)器上的主電源總線為正12伏。其他電源軌上的OR布線也是如此，甚至包括CPU的內(nèi)核電壓，它們通常是0.8到1.8伏。計(jì)算機(jī)內(nèi)核電壓太低，無法使用二極管。

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　　圖 2、簡單電源的OR

　　這個例子當(dāng)中的組件位置沒有標(biāo)出。設(shè)計(jì)人員可以把系統(tǒng)分區(qū)然后在電源或者刀片服務(wù)器上找到 ORing 電路。

　　并聯(lián)的MOSFET

　　控制器的柵極關(guān)斷電流足以驅(qū)動MOSFET柵極。針對高電流應(yīng)用，MOSFET可以并聯(lián)方式連接，或者以背靠背(back-to-back)的方式連接來去除MOSFET主體二極管效應(yīng)。以并聯(lián)方式接入的MOSFET與相同部件號的器件有細(xì)微的參數(shù)上的區(qū)別。在并聯(lián)工作時，它們的負(fù)載會出現(xiàn)不均衡，且這種不均衡在開啟時比在恒定狀態(tài)下更為明顯。通常，一個MOSFET承載大部分的啟動電流。此處是指只考慮通常選用的MOSFET的因素，但是對于并聯(lián)的MOSFET來說，則需要查詢MOSFET參數(shù)中的安全工作區(qū)(SOA)。單個MOSFET應(yīng)該能支持幾十微秒的負(fù)載。