CN103092312A

CN103092312A - 一种电源设计方法

Info

Publication number: CN103092312A
Application number: CN2013100289661A
Authority: CN
Inventors: 刘涛
Original assignee: Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
Current assignee: Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明提供一种电源设计方法，所述电源采用两级控制传递，其具体设计步骤为：a、获取第一级数字目标电压：获取第一级数字目标电压初始值；调节PID控制参数，达到第一级的高效转换；b、获取第二级数字目标电压：通过控制导电沟道获取第二级目标电压；控制基极电压，达到目标电压的准确值；根据实际需求，调配第一、二级的电压；经过测试合格后，通过。该一种电源设计方法和现有技术相比，电源的输出效率与纹波无法达到兼顾的问题，保证了服务器主板电源的高效率、低纹波设计，实现服务器主板可靠性、稳定性。

Description

一种电源设计方法

技术领域

本发明涉及服务器电源的设计方法，具体的说是一种高效率、低纹波的电源的设计方法。

背景技术

当今的服务器主板对电源的设计要求越来越高，处理器的动态响应能力越来越快，在完成快速变化的高性能运算的同时，对外围的电源设计提出的更高的需求，数字电源采用数字化的方式控制输出端的MOS电路，达到功耗的降低，使主板在同等运算条件下可以节省更多的能源，但同时但来一个问题，那就是随之而来的输出电源上的电压纹波偏大，且无法通过其他方式调节该纹波大小，纹波的存在影响CPU等关键部件的供电稳定性，会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作，同时会带来谐波、浪涌电流等影响，也降低了电源的转换效率。今天，服务器主板上处理器等功耗较大的芯片承担着处理负载、访问内存等工作量，在这种情况下，保证服务器主板电源的高效率、低纹波设计，对于服务器主板的稳定性具有重要的意义。

当前对服务器主板电源的设计只能兼顾效率，效率提升带来的纹波上升，纹波逐渐成为影响服务器主板稳定性的关键因素，为了降低纹波，输出端设计稳定性控制严格，对元器件物料的参数变动相当敏感，但是当前元器件物料参数均存在制造偏差，这种偏差的存在使得这种通过元器件物料参数精确性的方式，无法实现一致精确性；随着对服务器主板可靠性要求不断增加，为了保证服务器主板的稳定运行，在主板高强度运行过程中，稳定有效电源设计尤为重要，并成为决定服务器稳定性关键要素之一。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种高效率、低纹波的电源设计方法。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种电源设计方法，所述电源采用两级控制传递，其具体设计步骤为：

a、获取第一级数字目标电压：

获取第一级数字目标电压初始值；

调节PID控制参数，达到第一级的高效转换；

b、获取第二级数字目标电压：

通过控制导电沟道获取第二级目标电压；

控制基极电压，达到目标电压的准确值；

根据实际需求，调配第一、二级的电压；

经过测试合格后，通过。

所述第一级数字目标电压的详细获得过程为：采用数字可编程PWM方波控制外置MOS管获取期望电压值，通过外置的电流采样电阻，反馈获取输出端的电压实际值，通过期望值与实际值的偏差调整内部的控制参数，达到快速的响应能力及低的电压超调，此时得到数字目标电压。

在上述技术方案中，获取数字目标电压的过程采用了闭环控制原理，及输出值根据期望值先输出某一值，作为输出，该输出通过采样电阻获取实际值后，反馈到输入端，通过比较期望值与实际值差后，通过采用PID控制原理，调节比例、积分、微分等控制参数，达到快速的响应能力及低的电压超调。

所述获取第二级数字目标电压的详细过程为：采用基极电压可调的MOS管，第一级产生的数字目标电压以MOS管D端作为输入端，MOS管S端作为目标输出，通过控制基极电压，使MOS管D端与S端的导电沟道可控制，完成调节电压的过程，提供给外界的电压即经过MOS分压模拟调节后的值。

在上述技术方案中，通过控制调节MOS管基极与D端的电压差，来控制MOS管导电沟道，导电沟道越小，该沟道上分担的压降就越大，输出电压就越小，同时由于MOS只是串接在电路中，因此电流能力不会变化，导电沟道的变化即实现电压的调节。

经过上述两级电源控制传递后，数字目标电压与分压模拟调节后的值可以进行适当的调配，电源的效率与纹波得到兼顾提升与控制，达到最优的电源控制，即若第一级转换的压差较大则效率较高、纹波较大，同时第二级压差就较小，第二级的导电沟道较大，纹波吸收能力较小，此时效率控制优先；若第一级转换的压差较小则效率较低、纹波较大，同时第二级压差就需要较大，第二级的导电沟道相应较小，此时纹波吸收能力较强，此时纹波控制优先；根据实际需求调配第一级与第二级的输出值，使传输效率与纹波达到最优。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的一种电源设计方法该电源设计方法解决当前在服务器主板运行过程中，电源的输出效率与纹波无法达到兼顾的问题，保证了服务器主板电源的高效率、低纹波设计，实现服务器主板可靠性、稳定性。

附图说明

附图1是本发明的实施流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种电源设计方法作以下详细说明。

本发明提供一种高效率、低纹波的电源设计方法，来解决当前在服务器主板运行过程中，电源的输出效率与纹波无法达到兼顾的问题。本方法保证了服务器主板电源的高效率、低纹波设计，实现服务器主板可靠性、稳定性，如附图1所示，现提供一种电源设计方法，所述电源采用两级控制传递，其具体设计步骤为：

a、获取第一级数字目标电压：

获取第一级数字目标电压初始值；

调节PID控制参数，达到第一级的高效转换；

b、获取第二级数字目标电压：

通过控制导电沟道获取第二级目标电压；

控制基极电压，达到目标电压的准确值；

根据实际需求，调配第一、二级的电压；

经过测试合格后，通过。

所述第一级数字目标电压的详细获得过程为：采用数字可编程PWM方波控制外置MOS管获取期望电压值，通过外置的电流采样电阻，反馈获取输出端的电压实际值，通过期望值与实际值的偏差调整内部的控制参数，达到快速的响应能力及低的电压超调，此时得到数字目标电压；

经过两级电源控制传递后，数字目标电压与分压模拟调节后的值可以进行适当的调配，电源的效率与纹波得到兼顾提升与控制，达到最优的电源控制。

经过上面详细的实施，设计出的电源不仅达到了电源高效率要求，而且实现电源的低纹波要求，提高了电源传输效率与准确性，提高了服务器存储系统的可靠性与稳定性。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的公知技术。

Claims

1.一种电源设计方法，其特征在于：所述电源采用两级控制传递，其具体设计步骤为：

a、获取第一级数字目标电压：

获取第一级数字目标电压初始值；

调节PID控制参数，达到第一级的高效转换；

b、获取第二级数字目标电压：

通过控制导电沟道获取第二级目标电压；

控制基极电压，达到目标电压的准确值；

根据实际需求，调配第一、二级的电压；

经过测试合格后，通过。

2.根据权利要求1所述的一种电源设计方法，其特征在于：所述第一级数字目标电压的详细获得过程为：采用数字可编程PWM方波控制外置MOS管获取期望电压值，通过外置的电流采样电阻，反馈获取输出端的电压实际值，通过期望值与实际值的偏差调整内部的控制参数，达到快速的响应能力及低的电压超调，此时得到数字目标电压。

3.根据权利要求1或2所述的一种电源设计方法，其特征在于：所述获取第二级数字目标电压的详细过程为：采用基极电压可调的MOS管，第一级产生的数字目标电压以MOS管D端作为输入端，MOS管S端作为目标输出，通过控制基极电压，使MOS管D端与S端的导电沟道可控制，完成调节电压的过程，提供给外界的电压即经过MOS分压模拟调节后的值。