[发明专利]一种输入为48V的服务器板级电源设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器板级电源设计领域，具体地说是一种输入为48V的服务器板级电源设计方法，将输入电压48V转化为服务器中使用的CPU，Memory以及系统使用的5V，3.3V等电压。

背景技术

有很多电器都是低压直流供电的，但是，最普遍的供电形式是交流220V。那么，这些低压直流电器是怎样工作的呢？ 要使它们工作，我们必须解决两方面的问题：如何降低电压，如何将交流电转换为直流电。根据法拉第电磁感应定律制成的变压器，可以降低交流电的电压；交流变直流首先要经过整流电流（一般用桥式整流），为了得到纯净的直流电，还需要滤波电路（一般用电容或电感组成），这样就可得直流电了。

传统服务器电源通过AC/DC电源将220V交流电转化为12V直流电供给服务器使用，在服务器数量较少时，此种方法连接简单，安装方便，实用性强；但是在大型运算中心，服务器机房进行供电时，使用传统12V直流电源应用的弊端就显现出来。首先AC/DC电源转化12V电压效率低于直接转化48V电压，其次，服务器功耗在千瓦左右，使用12V供电，电流达到上百安，电流传输损耗凸显，使用48V供电可以将电流降低到原电流的1/4，电流传输损耗将低为原电流的1/16。最后，P12V供电受传输损耗影响，需要离服务器距离近，对计算机中心的服务器布局影响较大。

发明内容

本专利阐述了一种多级电源应用方法，利用该方法应用开环降压线路，将48V输入电压转化为12V服务器所使用的电源，然后使用此电压对CPU与内存BUCK DC/DC 电源进行供电。此方法设计简单，易于控制，效率损耗低，并且易与板级电源设计。

本专利阐述了一种多级电源应用方法，主要发明内容为：

1、建立一级电源转化方式，通过一种开环高效率的降压线路，利用此线路将服务器板级48V电源降压为12V，此线路对电压控制较低，纹波较大，但服务器线电源线路输入端，对电压精度要求不高；因其开环特性，对电流输出可以满足负载端基本要求；

2、将服务器中功耗大的部分统一供电，将CPU与内存的BUCK线路统筹安排，定义为二级电源，由一级电源独立供电。从而提高高功耗部分的转化效率。

（1）一级电源，使用的电源转发方式，将48V电源转化为12V。48V输入的两级电源设计架构。

（2）一级电源所使用的开环线路，一级其设计线路，此方法外围元器件少，成本低，效率高。

一级电源与二级电源组成电源构架，在一级电源中，通过并联两个电容再并联一个二相变流管即可完成。将服务器中功耗大的部分统一供电，将CPU与内存的BUCK线路统筹安排，定义为二级电源，由一级电源独立供电。

二相变流管主要是由MOSFETQ1和MOSFETQ2组成的串联电路并联MOSFETQ3与MOSFETQ4组成的串联电路来组成的，可在MOSFETQ1与MOSFETQ2的中间连接部位和MOSFETQ3、MOSFETQ4的中间连接部位连接一个电容C2。

本发明的有益效果是：

 此方法可实现方式简单，外围元器件少，效率损耗低，没有引用传统的48V转12V的隔离电源设计架构，对成本影响较低；

本发明将用48V电源替代服务器中通用的12V电源，从AC/DC上提高了电源转化效率，并且48V转12V的效率控制在98%左右，从整体上提高了电源的转化效率。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步说明，

附图1是一级电源设计线路图；

附图2是本发明的电源架构示意图。

具体实施方式

根据本方法的主要发明内容：

 （1）一级电源，使用的电源转发方式，将48V电源转化为12V。48V输入的两级电源设计架构；

  （2）一级电源所使用的开环线路，一级其设计线路，此方法外围元器件少，成本低，效率高。

再根据说明书附图，对本方法做进一步辅助说明。

1、一级电源实现：

如图1所示，为一级电源设计线路，其中Q1~Q4MOSFET需要使用控制IC开启与关断，占空比为25%。C1=C2=36uf， C3=47uf。通过此装置可以将服务器中48V电压降低为12V。

在此的二相变流管包括Q1和Q2组成的串联电路并联Q3与Q4组成串联电路；电容C1与C3并联，再与该二相变流管并联在一起。根据需要，可以在Q1与Q2的中间连接部位和Q3、Q4的中间连接部位连接一个电容C2。在相对于连接电容C2的MOSFETQ3和MOSFETQ4的另一端之间连接有电流表。