[發明專利]一種高動態響應的開關電源和服務器

有效

• 申請號: 202011311785.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112564492B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 茍昌華;李大利
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;G06F1/26
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;陳黎明

本發明公開了一種高動態響應的開關電源和服務器，開關電源包括：第一輸出路徑，包括順序串連的第一場效應管、飛跨電容、和第一跨電感的主線圈；第二輸出路徑，包括串連的第四場效應管和第二跨電感的主線圈；諧振環路，包括成環狀連接的第一跨電感的次線圈、第二跨電感的次線圈、和諧振電感，并且第一跨電感的次線圈和第二跨電感的次線圈各自響應于其對應主線圈中的電流變化而產生電感電流；諧振切換器，包括第二場效應管和第三場效應管。本發明能夠高速響應大功率的動態負載需求，同時降低硬件用料和成本。

技術領域

本發明涉及存儲領域，更具體地，特別是指一種高動態響應的開關電源和服務器。

背景技術

隨著大數據、云計算、AI技術的發展，對服務器的計算性能提出了更高的要求，服務器的功率也成倍增長，為了降低數據中心銅排上的損耗，逐漸將服務器供電銅排上的母線從12V提升到48V。48V電源輸送到主板上，需要先轉為12V，然后再利用傳統的Buck(降壓)變換器轉換為CPU、GPU、加速卡等芯片的工作電壓。目前常見的48V轉12V架構有開環的STC(開關電容)，但是NVME(非易失性存儲器擴展)、HDD(機械硬盤)、風扇、12V GPU等，都需要供電穩定的12V，而開環架構無法滿足，只能使用STC-Buck架構。但現有技術的架構器件多、成本高、最大輸出功率不足、并且動態響應速度慢。

針對現有技術中STC-Buck架構器件多、成本高、功率不足、動態響應速度慢的問題，目前尚無有效的解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種高動態響應的開關電源和服務器，能夠高速響應大功率的動態負載需求，同時降低硬件用料和成本。

基于上述目的，本發明實施例的第一方面提供了一種高動態響應的開關電源，包括：

第一輸出路徑，包括順序串連的第一場效應管、飛跨電容、和第一跨電感的主線圈，其中第一場效應管連接到電壓源以獲取工作電壓，并且第一跨電感的主線圈連接到輸出端以輸出降壓的動態電壓；

第二輸出路徑，包括串連的第四場效應管和第二跨電感的主線圈，其中第四場效應管連接到電壓源以獲取工作電壓，并且第二跨電感的主線圈連接到輸出端以輸出降壓的動態電壓；

諧振環路，包括成環狀連接的第一跨電感的次線圈、第二跨電感的次線圈、和諧振電感，并且第一跨電感的次線圈和第二跨電感的次線圈各自響應于其對應主線圈中的電流變化而產生電感電流；

諧振切換器，包括跨接在第一和第二輸出路徑之間的第二場效應管和第三場效應管，第二場效應管和第三場效應管配置為在導通時切斷電壓源以基于電感電流而向輸出端輸出降壓的動態電壓。

在一些實施方式中，第二場效應管一端連接到第一場效應管和飛跨電容之間，另一端連接到第四場效應管和第二跨電感的主線圈之間；第三場效應管一端連接到飛跨電容和第一跨電感的主線圈之間，另一端接地。

在一些實施方式中，第二場效應管和第三場效應管響應于第一場效應管和第四場效應管的開啟而關閉，以使在穩態下的諧振環路中具有同向的電感電流。

在一些實施方式中，第二場效應管和第三場效應管響應于第一場效應管和第四場效應管的關閉而開啟，以使在穩態下的諧振環路中具有反向的電感電流。

在一些實施方式中，電壓源的負極端和諧振電感的一端接地，電壓源的正極端和輸出端經由保護電容接地。

在一些實施方式中，第一輸出路徑和第二輸出路徑使用開關電容與降壓電路的組合架構而拼接到一起。

在一些實施方式中，電壓源提供的工作電壓為12伏。

本發明實施例的第二方面提供了一種服務器，包括：

電壓源；

耗電設備；