CSPS サーバー用 Common Slot 電源のインターフェースとピン定義

CSPS / Common Slot サーバー電源の特徴、64 pin エッジコネクタのピン定義、12V 出力の有効化方法、PMBus/SMBus 信号、ブレークアウト基板設計時の注意点を整理します。

CSPS はここでは Common Slot Server Power Supply を指します。Common Slot Power Supply と呼ばれることもあります。この種の電源は HP / HPE ProLiant などのサーバープラットフォームでよく使われ、典型的には次の特徴があります。

  • モジュール式のホットプラグ電源形状。
  • 出力は主に 12V で、サーバーバックプレーンでの集中配電に向いている。
  • 64 pin の金手指 / edge connector でバックプレーンに接続する。
  • 大電流の 12VGND に加え、12VSB スタンバイ電源、イネーブル信号、ステータス信号、PMBus / SMBus / I2C 管理インターフェースを備える。

この種の電源は中古市場でもよく見かけます。たとえば DPS-750RBDPS-1200FB などです。電力密度が高く価格も安いことが多いため、実験用 12V 大電流電源、充電器の前段、3D プリンタ / CNC / 無線機器の電源、自作サーバー電源バックプレーンなどに向いています。

注意点として、Common Slot はサーバーメーカーのエコシステム内で使われる共通スロット形状に近いものです。ATX のようにコンシューマ向けに広く公開された単一の電源規格とは異なります。モデル間でかなり似ている場合は多いものの、ブレークアウト基板を作る前や直接通電する前には、具体的な電源モデルの資料と実測結果を確認するのが安全です。

インターフェース構造

一般的な CSPS 電源は 64 pin の金手指で出力します。Jayy のオープンソースブレークアウト基板プロジェクトを参考にすると、コネクタには 2.54mm ピッチの 64 pin edge connector を使用できます。例:

  • 垂直型:WingTat S-64M-2.54-5
  • ライトアングル型:WingTat S-64L-2.54-5

大電流部分は単一ピンで受けるのではなく、複数の 12VGND を並列に使います。これにより 1 ピンあたりの電流を下げ、接触抵抗による発熱を抑え、バックプレーン上での電流分散もしやすくなります。

信号部分は中央のピン群にまとまっており、次の信号があります。

  • EN:メイン出力のイネーブル制御。
  • PRE:電源存在 / Present 検出。
  • 12VSB:スタンバイ 12V。通常は AC 入力があると常時オンで、電流能力は小さい。
  • SCL / SDA:PMBus / SMBus / I2C 通信。
  • PSOK:電源正常ステータス信号。
  • IMON:電流モニタ信号。
  • PSIN:アラーム / ステータス関連信号。
  • ADR:PMBus アドレス関連ピン。

64 Pin ピン定義

次の表は機能ごとにピンを整理したものです。ブレークアウト基板設計、ジャンパ線でのテスト、コネクタの確認に使えます。

Pin 信号 説明
01-13 12V メイン電源 +12V 出力
14-26 GND メイン電源グランド
27 ADR PMBus アドレス設定 / アドレス関連信号
28 NC 未使用
29 NC 未使用
30 GND 信号グランド
31 SCL PMBus / SMBus / I2C クロック
32 SDA PMBus / SMBus / I2C データ
33 EN #ENABLE。Low に引くとメイン 12V 出力を有効化
34 IMON 電流モニタ
35 PSOK Power OK / 電源正常ステータス
36 PRE Present。High に引くことでメイン出力有効化に関与
37 12VSB 12V スタンバイ電源。低電流で通常常時オン
38 PSIN 電源アラーム / ステータス信号
39-51 GND メイン電源グランド
52-64 12V メイン電源 +12V 出力

この配置から、コネクタの両端が大電流領域で、中央が制御・管理信号領域であることがわかります。PCB を作る場合、12VGND は大きな銅箔、複数の並列ビア、十分に幅の広い配線、または銅バーを使うべきです。信号線は大電流スイッチングループから離し、電流リップルや接触ノイズが管理インターフェースへ結合しないようにします。

12V メイン出力の有効化

CSPS 電源は AC を入力しても、通常は大電流の 12V メイン出力をすぐにはオンにしません。メイン出力を動作させるには PREEN の 2 つの信号を処理する必要があります。

正式な有効化方法

  1. PRE、つまり Pin 36 を 12VSB、つまり Pin 37 にプルアップします。
  2. EN、つまり Pin 33 を信号グランドにプルダウンします。Pin 30 の使用が推奨されます。

意味としては次のように考えられます。

  • PRE は、モジュールがバックプレーンに挿入され、システムが動作状態への移行を許可していることを電源に伝える。
  • EN はアクティブ Low のイネーブル信号で、Low にするとメイン 12V 出力がオンになる。
  • 12VSB は制御基板、MCU、ファンコントローラ、ソフトスタート回路への給電に使えるが、大電流出力として使ってはいけない。

MCU で制御する場合は、次のような方法が比較的安全です。

  • MCU は 12VSB から DC-DC / LDO を通して必要な電圧に変換して給電する。
  • EN はオープンドレイン出力、N-MOS、またはフォトカプラで信号グランドへプルダウンする。
  • PRE は適切な抵抗を通して 12VSB へプルアップする。
  • 電源投入後にまず状態を確認し、遅延を入れてから EN を有効化する。

簡易テスト方法

オープンソースブレークアウト基板プロジェクトの説明では、Pin 33 EN と Pin 36 PRE の間に抵抗を接続して出力を有効化する方法も紹介されています。直接短絡する人も多いですが、ハードショートより抵抗を使う方が推奨されます。

この方法は一時的なテストには向いていますが、長期運用する完成品電源には向きません。長期使用では PRE -> 12VSBEN -> GND の形で処理し、制御信号に保護とテストポイントを用意するのがよいです。

PMBus / SMBus / I2C 管理インターフェース

Pin 31 SCL と Pin 32 SDA は管理バスです。多くのサーバー電源は内部で PMBus に対応しており、次のようなステータス情報を読み出し、または一部設定できます。

  • 出力電圧、電流、電力。
  • 温度、ファン状態。
  • 入力電圧状態。
  • アラーム、故障、保護状態。
  • メーカー、型番、シリアル番号などの識別情報。

注意点は次の通りです。

  1. PMBus は SMBus / I2C をベースにしていますが、コマンドセットは普通の I2C センサーとは異なります。
  2. 電源によって公開されるコマンドは異なります。読み取り専用のものや、メーカーによりロックされているものがあります。
  3. ADR はデバイスアドレスに影響する場合があり、複数電源の並列構成や冗長バックプレーンで特に有用です。
  4. MCU や USB-I2C ツールを接続する前に、バスの電圧レベルを確認してください。5V に直接接続できるとは限りません。
  5. SCL / SDA には通常プルアップが必要です。プルアップ電圧と抵抗値は、電源資料と実測に基づいて決めるべきです。

電源を大電力 12V 出力として使うだけなら、最初は PMBus を接続せず、PREEN12VSBGND だけを処理しても構いません。完全な監視パネルや自動保護を作る場合は、PMBus が非常に役立ちます。

ブレークアウト基板設計時の注意点

大電流出力

CSPS 電源は数百ワットから 1kW 以上までよくあります。12V 出力で計算すると:

  • 750W は約 62.5A。
  • 1200W は約 100A。

これは普通のジャンパ線、ブレッドボード、細い PCB 配線で安全に扱える範囲ではありません。ブレークアウト基板を作るときは次を推奨します。

  • 12VGND には広い銅箔または銅バーを使う。
  • 出力端子は Anderson Powerpole、銅スタッド、端子台、XT 系大電流コネクタなど、十分な電流定格のものを選ぶ。
  • 複数の 12V pin と複数の GND pin を接続し、少数の接点だけを使って発熱させない。
  • 出力にヒューズ、ブレーカー、または電子保護を追加する。
  • 長時間の大電流動作では、コネクタ、はんだ部、ケーブルの温度上昇を確認する。

制御信号

制御信号はメイン電流と細長いリターン経路を共有しない方がよいです。推奨事項:

  • Pin 30 の信号グランドを個別に引き出し、MCU / 制御基板の基準グランドにする。
  • EN はトランジスタまたは MOSFET でプルダウンし、MCU が未知のサージを直接受けないようにする。
  • PSOKPSINIMON を MCU に入れる前に、電流制限、分圧、または保護を入れる。
  • PMBus 配線は短くし、近くにグランド基準を用意する。

冷却と騒音

サーバー電源は本来ラックサーバー用で、高風量の冷却に依存することが多いです。単体で使う場合のよくある問題は:

  • 無負荷または軽負荷でもファンがうるさい。
  • 大電流ではコネクタや出力端子が発熱する。
  • 一部モデルでは安定動作に最小負荷が必要。
  • 複数台を並列にする場合、電流分担と逆流を別途考慮する必要がある。

実験用電源として使うなら、通気のよい場所に置き、出力側に電圧計、電流計、温度監視を追加するとよいです。風のない小さな箱に密閉して長時間フルロード運転するのは避けてください。

よく見かける CSPS 電源モデル

中古市場で CSPS 電源を探すと、次の 3 種類の番号が混在していることがよくあります。

  • Option Part Number:HPE オプション番号。例:503296-B21
  • Spare Part Number / SPS:保守部品番号。例:511777-001
  • 電源本体のモデル名。例:DPS-750RB AHSTNS-PL18PS-2751-7CB-LF

購入時は 1 つの番号だけで判断せず、出力、入力電圧範囲、金手指形状、ラベル上の型番を同時に確認するのがよいです。以下は Common Slot / CSPS 関連でよく見かけるモデルで、初期確認用の一覧です。

HPE Common Slot オプション番号

出力 よくある HPE オプション番号 よくある保守 / Generic 番号 説明
460W 503296-B21 499249-001511777-001 460W AC Common Slot Gold Hot Plug
460W 656362-B21 643931-001643954-201660184-001 460W Common Slot Platinum 系列
750W 512327-B21 506821-001506822-201511778-001 750W Common Slot 系列。よく見かける DPS-750RB
750W 593831-B21 591556-101591554-001599383-001 750W Common Slot 系列
750W 656363-B21 643932-001643955-101660183-001 750W Common Slot Platinum 系列
750W 739254-B21 746072-001748281-201742516-001 750W Common Slot 系列
750W 697581-B21 697579-001700287-001697554-201 750W Common Slot Platinum 系列
1200W 438202-001 / 438202-002 440785-001 1200W Common Slot 系列。よく見かける DPS-1200FB
1200W 656364-B21 643933-001643956-101660185-001643956-201 1200W Common Slot Platinum 系列
1500W 684532-B21 684529-001684530-201704604-001 1500W Common Slot Platinum Plus 系列

ラベル上でよく見かける電源モデル

出力クラス よくある電源モデル / コード よくある HPE 番号
460W DPS-460EB AHSTNS-PD14HSTNS-PL14 499249-001499250-101499250-201511777-001503296-B21
460W HSTNS-PL23BPS-2461-6C1-LF 591553-001591555-201599381-001
460W DPS-460MB AHSTNS-PL28PS-2461-7C-LF 643931-001643954-201660184-001656362-B21
460W HSTNS-PR28-ADHSTNS-PL28-AD7001613-J100 746071-001748279-201748279-301742515-001739252-B21
750W DPS-750RB-AHSTNS-PL18HSTNS-PD18 506821-001506822-101506822-201511778-001512327-B21
750W HSTNS-PL12 449838-001449840-001454353-001
750W DPS-750AB-4 AHSTNS-PD31 674890-001666375-101674275-B21
750W DPS-750UB BHSTNS-PD22B 591556-101591554-001599383-001593831-B21
750W DPS-750AB-3 AHSTNS-PD29 643932-001643955-101660183-001656363-B21
750W HSTNS-PL29-ADPS-2751-7CB-LF 746072-001748281-201742516-001739254-B21
750W HSTNS-PL34PS-2751-9C-LF 697579-001700287-001697554-201697581-B21
1200W DPS-1200FB AHSTNS-PD11 440785-001438202-001438202-002
1200W DPS-1200FB-1 AHSTNS-PD19 570451-001570451-101579229-001
1200W DPS-1200SB AHSTNS-PD30 643933-001643956-101660185-001643956-201656364-B21
1200W DPS-1200LB C MVKTR-LF
1500W HSTNS-PL33PS-2152-1C-LF 684529-001684530-201704604-001684532-B21
2400W DPS-2400AB 実際のラベルで確認が必要

Flex Slot と混同しない

HPE には後続世代として Flex Slot 電源もあります。例として 500W / 800W / 1400W / 1600W / 1800W-2200W 系列があります。Flex Slot もホットプラグサーバー電源ですが、前世代の Common Slot より小型で、コネクタやブレークアウト基板は通常そのまま流用できません。この記事で主に扱うのは 64 pin 金手指の Common Slot / CSPS です。「サーバー用ホットプラグ電源」だから同じ基板が使える、とは考えない方が安全です。

Huawei / xFusion 関連モデル

Huawei サーバーにも、外形やインターフェースが HP Common Slot にかなり近い電源があります。ただし、Huawei のすべてのホットプラグ 12V 電源を CSPS に分類するべきではありません。前に挙げた PAC*PDC*EPW*PHD*TPS* の多くは単に「サーバー用ホットプラグ電源シリーズ」であり、コネクタ寸法、制御ピン、起動ロジックが HP 64 pin Common Slot と同じとは限りません。

現時点で「Huawei 関連 CSPS / Common Slot 形状」として比較的明確に挙げられるモデルは次の通りです。

モデル メーカー Huawei 部品番号 / 関連表記 よく見かける機種 仕様 説明
PS-2122-3H Lite-On 02130985WEPW12K00PS-2L22-3H と書かれることもある Huawei X6000、RH1288 V2/V3、RH2288 V2/V3 などの中古部品でよく見かける 1200W、+12V 100A+12VSB 2.5A 資料と中古部品の情報はいずれも Huawei サーバーで使われる 1200W 12V ホットプラグモジュールを示しており、外観は Common Slot 電源に近い

PS-2122-3H の出力能力は入力電圧レンジによって変わります。一般的な表記は次の通りです。

  • 100V 入力:+12V 62.5A、約 750W。
  • 110-127V 入力:+12V 75A、約 900W。
  • 200-240V AC または 240V DC 入力:+12V 100A、約 1200W。
  • スタンバイ出力:+12VSB 2.5A

また、Huawei EPW750-12A のような 750W 電源は HP DPS-750RB A と比較されることがよくあります。これも金手指、12V メイン出力、12VSB を持ち、HP DPS-750RB A が Huawei RH2288H V3 で動作したというユーザー報告もあります。ただし、これは実物外観と部分的な互換性の手がかりに近く、EPW750-12A を確認済み CSPS モデル表へ直接入れるにはまだ不十分です。安全な書き方としては、要確認モデルとして扱い、実際に使う前に金手指のピン配置、イネーブルロジック、PMBus の挙動を確認する必要があります。

現時点では、次の Huawei 電源を CSPS 互換モデルとして直接書くことは推奨しません。

  • PAC550S12-BE
  • PAC900S12-BE
  • PAC1500S12-BE
  • PAC2000S12-BE
  • PAC2000S12-TE
  • EPW3000-12A
  • PHD3000S12-CE
  • TPS2500-12D
  • PDC1200S12-CE

これらはいずれも Huawei の資料でよく見かけるサーバー / 通信機器向け 12V ホットプラグ電源ですが、「ホットプラグ 12V 電源」は「HP Common Slot / CSPS pinout 互換」と同義ではありません。今後、鮮明な金手指写真、メーカーのピン表、または実測 pinout が見つかれば、確認済み表へ個別に追加できます。

理論上、同じ 64 pin 金手指と同じ pinout を持つ Common Slot 電源であれば互換の可能性があります。ただし中古電源は出所が複雑で、メーカー独自ファームウェア、異なる出力グレード、異なるファン制御、異なる管理コマンドを持つ場合があります。実際に使う前には低リスクで確認するのがよいです。

  1. 負荷を接続せず AC 入力だけを入れ、12VSB が正常か確認する。
  2. 抵抗を使って PRE / EN を処理し、メイン 12V が起動するか確認する。
  3. 小さな負荷を接続して電圧安定性を確認する。
  4. 負荷を少しずつ増やし、温度上昇、ファン、保護動作を観察する。

まとめ

CSPS / Common Slot サーバー電源の基本はわかりやすいです。

  • 両端の多数のピンを並列にして 12VGND を出力する。
  • 中央の少数ピンがイネーブル、ステータス、スタンバイ電源、PMBus 管理を担当する。
  • メイン出力は PREEN の組み合わせでオンになる。
  • 12VSB は制御回路用のスタンバイ電源であり、メイン出力ではない。
  • 本当に難しいのは「点灯させること」ではなく、大電流接続、冷却、保護、長期信頼性である。

簡単なブレークアウト基板を作るだけなら、最低限 12VGND12VSBPREEN を正しく接続する必要があります。完全なバックプレーンを作るなら、後の監視と自動制御のために SCLSDAADRPSOKIMONPSIN も引き出すべきです。

参考資料

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