[发明专利]电子系统及其操作方法和电子电路

说明书

电子系统及其操作方法对连接负载提供额外功率。此系统包括电源供应单元和耦合到电源供应单元的能量储存单元。开关具有耦合到电源供应单元的输入端。功率输出对负载提供功率。功率输出耦合到开关的输出端和能量储存单元。控制器可操作以提供充电周期，其中在充电周期中，开关被开启以对功率输出提供功率。控制器提供升压周期，其中在升压周期中，通过脉冲宽度调制信号控制开关，以在升压周期期间，当开关启动时，将电源供应单元连接能量储存单元，以对负载提供功率，并且在开关关闭时，使用能量储存单元对负载提供功率。

技术领域

本公开一般涉及用于计算装置的电子系统。更具体来说，本公开涉及一种能够使能量储存单元放电、以为了提升部件(例如处理器)效能的系统。

背景技术

目前应用的服务器以处理装置(例如中央处理器(central processing unit；CPU))和专用处理器(例如图形处理器(graphic processing unit；GPU))为中心。服务器将具有多个中央处理器和图形处理器芯片。这种服务器的计算能力(computing capability)取决于通用处理器或专用处理器的数量和计算力(computing power)。随着处理器的改进以提高速度和性能，亦增加更多功率需求。

通常来说，中央处理器和图形处理器芯片随着其处理速度和性能的增加而需要越来越多的功率(power)。因此，供应的功率越大，这种芯片的效能越高。这种芯片被设计为具有用于最大效能的峰值功率模式。当不在峰值功率模式时，这些芯片的效能可能会降低。提供更低功率可以节省系统的功率消耗(power budget)。通常由计算在系统中的所有部件的功率需求来确定功率消耗。这允许为系统选择合适的电源供应单元(power supply unit；PSU)。通常来说，功率预算是基于系统的最大功率，而不是系统的峰值功率。因此，所选定的电源供应单元(PSU)通常会付出低效能的代价。然而，当需要最大效能时，设计者可以提供更高功率的电源供应单元以支持这种芯片所求的峰值功率。这种更高功率的电源供应单元更昂贵，并且在主板(mother board)上需要更多的占用空间(footprint space)。此外，在不需要峰值处理能力的周期中，可能不需要更高的功率。在这种情况下，较高功率的电源供应单元未得到充分利用。

因此需要一种为处理器芯片提供功率的浪涌(surge)以提供更高效能的系统。更需要一种能够为处理器芯片提供更大功率而仍然节省电源供应单元的功率消耗的系统。还需要一种允许在能量储存单元中使用较小电容以用于功率提升(power boost)的系统。

发明内容

本公开提供一种用于对连接的负载提供额外功率的电子系统。该电子系统包括电源供应单元(PSU)和耦合到电源供应单元的能量储存单元。开关具有耦合到电源供应单元的输入端。功率输出对负载提供功率。功率输出耦合到开关的输出端和能量储存单元。控制器可操作以控制开关，并且启用和禁止连接到能量储存单元的充电电路。

本公开提供一种电子系统操作方法，以对在电子系统中的负载提供功率提升。在充电周期中通过电源供应单元对负载提供功率。在充电周期中通过电源供应单元对能量储存单元充电。控制开关以启用和禁止能量储存单元对负载的连接。

本公开提供一种对系统负载提供功率提升的电子电路。该电子电路包括电源供应单元和耦合到电源供应单元的分流电阻。该电子电路包括通过分流电阻耦合到电源供应单元的能量储存单元。能量储存单元由电源供应单元来充电。开关具有耦合到电源供应单元的输入端。功率输出对系统负载提供功率。功率输出耦合到开关的输出端和能量储存单元。降压转换器耦合在能量储存单元与功率输出之间。降压转换器允许从能量储存单元将所储存的功率放电到功率输出。控制器可操作以提供充电周期，其中在充电周期中，开关被开启以对功率输出提供功率。控制器可操作以提供升压周期，其中在升压周期中，通过脉冲宽度调制信号控制开关。在升压周期期间，脉冲宽度调制信号在开关开启时将电源供应单元与能量储存单元连接，以对负载提供功率；并且在开关关闭时，使用能量储存单元对负载提供功率。