[发明专利]一种高动态响应的开关电源和服务器

说明书

本发明公开了一种高动态响应的开关电源和服务器，开关电源包括：第一输出路径，包括顺序串连的第一场效应管、飞跨电容、和第一跨电感的主线圈；第二输出路径，包括串连的第四场效应管和第二跨电感的主线圈；谐振环路，包括成环状连接的第一跨电感的次线圈、第二跨电感的次线圈、和谐振电感，并且第一跨电感的次线圈和第二跨电感的次线圈各自响应于其对应主线圈中的电流变化而产生电感电流；谐振切换器，包括第二场效应管和第三场效应管。本发明能够高速响应大功率的动态负载需求，同时降低硬件用料和成本。

技术领域

本发明涉及存储领域，更具体地，特别是指一种高动态响应的开关电源和服务器。

背景技术

随着大数据、云计算、AI技术的发展，对服务器的计算性能提出了更高的要求，服务器的功率也成倍增长，为了降低数据中心铜排上的损耗，逐渐将服务器供电铜排上的母线从12V提升到48V。48V电源输送到主板上，需要先转为12V，然后再利用传统的Buck(降压)变换器转换为CPU、GPU、加速卡等芯片的工作电压。目前常见的48V转12V架构有开环的STC(开关电容)，但是NVME(非易失性存储器扩展)、HDD(机械硬盘)、风扇、12V GPU等，都需要供电稳定的12V，而开环架构无法满足，只能使用STC-Buck架构。但现有技术的架构器件多、成本高、最大输出功率不足、并且动态响应速度慢。

针对现有技术中STC-Buck架构器件多、成本高、功率不足、动态响应速度慢的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种高动态响应的开关电源和服务器，能够高速响应大功率的动态负载需求，同时降低硬件用料和成本。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种高动态响应的开关电源，包括：

第一输出路径，包括顺序串连的第一场效应管、飞跨电容、和第一跨电感的主线圈，其中第一场效应管连接到电压源以获取工作电压，并且第一跨电感的主线圈连接到输出端以输出降压的动态电压；

第二输出路径，包括串连的第四场效应管和第二跨电感的主线圈，其中第四场效应管连接到电压源以获取工作电压，并且第二跨电感的主线圈连接到输出端以输出降压的动态电压；

谐振环路，包括成环状连接的第一跨电感的次线圈、第二跨电感的次线圈、和谐振电感，并且第一跨电感的次线圈和第二跨电感的次线圈各自响应于其对应主线圈中的电流变化而产生电感电流；

谐振切换器，包括跨接在第一和第二输出路径之间的第二场效应管和第三场效应管，第二场效应管和第三场效应管配置为在导通时切断电压源以基于电感电流而向输出端输出降压的动态电压。

在一些实施方式中，第二场效应管一端连接到第一场效应管和飞跨电容之间，另一端连接到第四场效应管和第二跨电感的主线圈之间；第三场效应管一端连接到飞跨电容和第一跨电感的主线圈之间，另一端接地。

在一些实施方式中，第二场效应管和第三场效应管响应于第一场效应管和第四场效应管的开启而关闭，以使在稳态下的谐振环路中具有同向的电感电流。

在一些实施方式中，第二场效应管和第三场效应管响应于第一场效应管和第四场效应管的关闭而开启，以使在稳态下的谐振环路中具有反向的电感电流。

在一些实施方式中，电压源的负极端和谐振电感的一端接地，电压源的正极端和输出端经由保护电容接地。

在一些实施方式中，第一输出路径和第二输出路径使用开关电容与降压电路的组合架构而拼接到一起。

在一些实施方式中，电压源提供的工作电压为12伏。

本发明实施例的第二方面提供了一种服务器，包括：

电压源；

耗电设备；