CN105045363A - 一种解决多路vr输出电流倒灌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，设计多路基准电压VR链路，将该多路VR链路并联为一体，每路VR链路上均串联有电感及二极管，该电感的输入端连接电压输入端、输出端连接二极管的输入端，二极管的输出端连接电压输出端，当其中一路输出电压偏高时，经二极管隔离后，多路输出电压调整为相同，防止电流倒灌。该一种解决多路VR输出电流倒灌的方法与现有技术相比，通过采用多路VR供电结构，可实现在满足大电流供电需求的条件下，减小VR的输出电感的尺寸，解决电源板受限于机箱尺寸的问题；可避免因VR实际输出电压的差异，导致不同路VR输出端之间的电流倒灌问题，实用性强。

Description

一种解决多路VR输出电流倒灌的方法

技术领域

本发明涉及服务器供电技术领域，具体地说是一种实用性强、解决多路VR输出电流倒灌的方法。

背景技术

随着云计算、大数据的发展，许多领域都开始将传统业务上云，随着业务量的增加，服务器系统中，数据的存储和处理量也在不断增加。系统内硬盘数量也再增加。通常，硬盘需要提供5V的供电以保证其正常的工作，硬盘的数量越多，对供电5V的需求电流越大。但由于目前给硬盘供电的电源板，受限于服务器的机箱结构，没足够的空间摆放大尺寸电感（比如：电感支持的电流越大，其高度越高，长度和宽度也越大）来实现单组VR的大电流供电。

因此，在电源板5V供电设计中，采用多组VR的方案，每一组一颗选择尺寸较小的电感，通过多路供电输出来实现5V的大电流输出。同时，也可避免选择大尺寸的电感。

最后，多组VR输出汇集来实现大电流供电输出。若VR的电压输出直接汇集，会存在不同组VR输出之间的电流倒灌问题。

如图1所示，现有技术中采用3组VR组成P12V转P5V的结构。其中：VR1\VR2\VR3这3组VR组成：P12V转P5V的供电输出，且这3组VR输出直接汇聚在一起。

当VR1的输出P5V_1低于VR2和VR3的输出时，根据电流由电势高点向电势低点的方向流向的原理：此时，VR1输出端的电势会较低，VR1的电流I1小于I2、I3。这样一来，VR2和VR3输出电流倒灌问题的现象便会产生。当VR1的输出电压偏低到电压临界值时，I1就会变得很小，导致整个VR线路在加电时，会触发过流保护，使得整个VR线路无供电输出。

为解决上述该问题，现提供一种解决多路VR输出电流倒灌的方法。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、解决多路VR输出电流倒灌的方法。

一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，设计多路基准电压VR链路，将该多路VR链路并联为一体，每路VR链路上均串联有电感及二极管，该电感的输入端连接电压输入端、输出端连接二极管的输入端，二极管的输出端连接电压输出端，当其中一路输出电压偏高时，经二极管隔离后，多路输出电压调整为相同，防止电流倒灌。

所述VR链路的路数及输出电流根据整个链路供电电流的最大需求确定。

所述电压输出调整过程为：

当系统上电后，各路VR链路的输出电压均不同时，最大输出电压链路除外的其它链路上二极管截止电流，VR输出电流经过最大输出电压链路，其它链路输出隔离开；

当系统上电后，至少两路VR链路的输出电压相同且大于其它VR链路的输出电压时，其它链路上二极管截止电流，且其它链路输出隔离开，相同的VR链路上输出电流；

当系统上电后，所有VR链路的输出电压相同时，VR输出电流通过所有VR链路及该链路上的二极管后汇聚输出。

所述输入电压为P12V，输出电压为P5V，相对应的，所述VR链路为三路。

当系统上电后，当第一VR链路的输出电压P5V_1<第二VR链路的输出电压P5V_2<第三VR链路的输出电压P5V_3时，第一VR链路的二极管D1和第二VR链路的二极管D2截止，VR输出电流通过第三VR链路，第一VR链路和第二VR链路输出隔离开；

当P5V_1<P5V_2=P5V_3时，二极管D1截止，VR输出电流通过第二VR链路和第三VR链路，第一VR链路输出隔离开；

当P5V_1=P5V_2=P5V_3时，VR输出电流通过三路VR链路的二极管后汇聚输出。

本发明的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，具有以下优点：

本发明提出的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，通过在各路VR供电输出路径上，引入二极管进行不同路径电流的隔离，可防止VR电流倒灌问题的发生，同时，采用多路VR实现大电流供电，使得每一路的输出电流得以分担，可延长电源板的元器件老化时间，提高产品的使用寿命，实用性强，易于推广。

附图说明

附图1是现有技术中P12V转P5V的结构示意图。

附图2是本发明解决多路VR输出电流倒灌的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

现提供一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，通过采用多路VR供电，实现大电流供电输出；在每组VR的供电路径上，添加一颗隔离二极管，提高每一组VR的使用寿命。

如附图2所示，其具体实现过程为：设计多路基准电压VR链路，将该多路VR链路并联为一体，每路VR链路上均串联有电感及二极管，该电感的输入端连接电压输入端、输出端连接二极管的输入端，二极管的输出端连接电压输出端，当其中一路输出电压偏高时，经二极管隔离后，多路输出电压调整为相同，防止电流倒灌。

所述VR链路的路数及输出电流根据整个链路供电电流的最大需求确定，即根据VR整体供电电流的需求IMAX，确定需要VR的路数N及所确定每路VR的输出电流I0；

根据输出电流I0和输出电压值V0，确定每路VR的MOS管、输出电感及输出电容规格，该技术中提到的MOS管、电容均为现有技术中常见技术，故在此不再赘述；

根据输出电流I0和输出电压值V0，确定每路VR上，供电路径上所需添加二极管的规格；

最后，按照附图2的结构搭建好整个VR线路实现。

所述电压输出调整过程为：

当系统上电后，各路VR链路的输出电压均不同时，最大输出电压链路除外的其它链路上二极管截止电流，VR输出电流经过最大输出电压链路，其它链路输出隔离开；

当系统上电后，至少两路VR链路的输出电压相同且大于其它VR链路的输出电压时，其它链路上二极管截止电流，且其它链路输出隔离开，相同的VR链路上输出电流；

当系统上电后，所有VR链路的输出电压相同时，VR输出电流通过所有VR链路及该链路上的二极管后汇聚输出。

所述输入电压为P12V，输出电压为P5V，相对应的，所述VR链路为三路，如附图2所示，在VR1的输出端供电路径上添加隔离二极管D1；在VR2的输出端供电路径上添加隔离二极管D2；在VR3的输出端供电路径上添加隔离二极管D3。

当系统上电后，当第一VR链路的输出电压P5V_1<第二VR链路的输出电压P5V_2<第三VR链路的输出电压P5V_3时，第一VR链路的二极管D1和第二VR链路的二极管D2截止，VR输出电流通过第三VR链路，第一VR链路和第二VR链路输出隔离开；

当P5V_1<P5V_2=P5V_3时，二极管D1截止，VR输出电流通过第二VR链路和第三VR链路，第一VR链路输出隔离开；

当P5V_1=P5V_2=P5V_3时，VR输出电流通过三路VR链路的二极管后汇聚输出。

根据以上分析，通过在各路VR供电输出路径上，引入二极管进行不同路径电流的隔离。可防止VR电流倒灌问题的发生。同时，采用多路VR实现大电流供电，使得每一路的输出电流得以分担，可延长电源板的元器件老化时间，提高产品的使用寿命。

这样，本文提出一种解决多路VR输出电流倒灌问题的设计方法即可得以实现。通过采用多路VR供电结构，可实现在满足大电流供电需求的条件下，减小VR的输出电感的尺寸，解决电源板受限于机箱尺寸的问题；同时，在该结构基础上，通过在每一路VR的供电输出路径上，各添加一颗二极管，可避免因VR实际输出电压的差异，导致不同路VR输出端之间的电流倒灌问题。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，其特征在于，设计多路基准电压VR链路，将该多路VR链路并联为一体，每路VR链路上均串联有电感及二极管，该电感的输入端连接电压输入端、输出端连接二极管的输入端，二极管的输出端连接电压输出端，当其中一路输出电压偏高时，经二极管隔离后，多路输出电压调整为相同，防止电流倒灌。

2.根据权利要求1所述的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，其特征在于，所述VR链路的路数及输出电流根据整个链路供电电流的最大需求确定。

3.根据权利要求1或2所述的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，其特征在于，所述电压输出调整过程为：

当系统上电后，各路VR链路的输出电压均不同时，最大输出电压链路除外的其它链路上二极管截止电流，VR输出电流经过最大输出电压链路，其它链路输出隔离开；

当系统上电后，至少两路VR链路的输出电压相同且大于其它VR链路的输出电压时，其它链路上二极管截止电流，且其它链路输出隔离开，相同的VR链路上输出电流；

当系统上电后，所有VR链路的输出电压相同时，VR输出电流通过所有VR链路及该链路上的二极管后汇聚输出。

4.根据权利要求3所述的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，其特征在于，所述输入电压为P12V，输出电压为P5V，相对应的，所述VR链路为三路。

5.根据权利要求4所述的一种解决多路VR输出电流倒灌的方法，其特征在于，所述电压输出调整过程为：

当系统上电后，当第一VR链路的输出电压P5V_1<第二VR链路的输出电压P5V_2<第三VR链路的输出电压P5V_3时，第一VR链路的二极管D1和第二VR链路的二极管D2截止，VR输出电流通过第三VR链路，第一VR链路和第二VR链路输出隔离开；

当P5V_1<P5V_2=P5V_3时，二极管D1截止，VR输出电流通过第二VR链路和第三VR链路，第一VR链路输出隔离开；

当P5V_1=P5V_2=P5V_3时，VR输出电流通过三路VR链路的二极管后汇聚输出。