基于服务器的冗余电源技术探讨

　　冗余电源是高可用系统中关键的部分。在最简单的解决方案中，两只电源可以利用二极管来通过或门输出以驱动负载。这样，这两只电源既可以共同工作，也可以一只工作，一只备用。

　　场效应晶体管(FET) ORing控制器是一款更实用的解决方案，因为它避免了二极管电压降、功率损耗以及热损耗。因此我们可以用低电压损失MOSFET来配置新颖经济的系统。在这里我们将讨论几个服务器冗余电源配置的示例。

　　服务器的冗余电源技术

　　高可用系统的电源总线可能采用OR或者N+1配置，或者两者同时采用。通常来说，因为存在正向压降及其带来的热损耗，所以在低电压、高电流的应用中我们不采用二极管。因此人们更倾向于采用FET ORing技术。然而，采用高度集成和分立式设计的MOSFSET控制器本身也存在很多不足之处。

　　在图1中，MOSFET两端的差分电压VAC是由控制器监控的，控制器是根据VAC来设置MOSFET的闸极电压的。在MOSFET开启和关闭时的实际开关点电压以及控制的方法和速度决定了控制器成功地模拟二极管的性能和稳定性。

　　图 1、“带框的二级管”表示控制器和MOSFET的简图

　　TPS2410控制器是专门为服务器应用而设计的。服务器的负载通常是低电压、相对稳定的高电流，不允许出现流向失效电源(failed Power supply)的反向电流。下面我们将讨论一些有关冗余电源配置的示例。示例中采用了图1中带方框的二级管符号来表示N通道MOSFET和控制器的简图。

　　OR配置

　　图2显示了一款简单的ORing电源控制器。通常，在刀片服务器上的主电源总线为正12伏。其他电源轨上的OR布线也是如此，甚至包括CPU的内核电压，它们通常是0.8到1.8伏。计算机内核电压太低，无法使用二极管。

　　图 2、简单电源的OR

　　这个例子当中的组件位置没有标出。设计人员可以把系统分区然后在电源或者刀片服务器上找到 ORing 电路。

　　并联的MOSFET

　　控制器的栅极关断电流足以驱动MOSFET栅极。针对高电流应用，MOSFET可以并联方式连接，或者以背靠背(back-to-back)的方式连接来去除MOSFET主体二极管效应。以并联方式接入的MOSFET与相同部件号的器件有细微的参数上的区别。在并联工作时，它们的负载会出现不均衡，且这种不均衡在开启时比在恒定状态下更为明显。通常，一个MOSFET承载大部分的启动电流。此处是指只考虑通常选用的MOSFET的因素，但是对于并联的MOSFET来说，则需要查询MOSFET参数中的安全工作区(SOA)。单个MOSFET应该能支持几十微秒的负载。