一種刀片服務器低電壓大功耗cpu電源設計方法和電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及服務器電源技術領域，具體涉及一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源設計方法和電路。
技術背景
[0002]刀片服務器由于其高處理速度、高穩定性在計算機領域占據越來越大的優勢，且隨著安全可信的要求，國產刀片服務器也面臨日益良好的發展優勢。
[0003]目前，隨著國產處理器芯片的發展及多核處理器的出現，芯片所需核電壓越來越小，而芯片的功耗越來越大。對電源的瞬態響應、可靠性及穩定性的要求也就越來越高。如何保證這種低電壓、大功耗且穩定的CPU供電實現方法顯得至關重要。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:本發明提供一種適用于國產刀片服務器低電壓、大功耗的處理器電源實現方法，為刀片服務器中的大功耗CPU正常工作提供可靠、穩定的電源條件。
[0005]本發明所采用的技術方案為:
一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源設計方法，所述方法使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓；
選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓；
選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
[0006]通過使用刀片服務器12V、5V電源，進行轉換后為處理器供電。由于CPU核電壓要求精確，且紋波小，峰值電流為15A，因此選用兩相DC-DC開關電源實現。由于CPU節點對電源瞬態響應要求高，所需電流峰值較高，約為30A左右，且隨著CPU設定的主頻及內存的頻率的增大而增大，所以采用四相DC-DC開關電源方案以提高電源瞬態響應速度。1電壓采用單相DC-DC開關電源即可滿足供電要求。
[0007]一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源電路，所述電路包括CPU供電電路，使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓，選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓，選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
[0008]所述電源電路還包括電壓調節電路和控制電路，電壓調節電路包括電源狀態指示模塊和電流監控模塊；控制電路包括開關電路和運算放大電路；其中運算放大電路與電壓調節電路相連以接收電壓調節電路的電流監控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調電路的電源狀態指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調節電路的電源狀態指示模塊引腳的電位，使電壓調節電路調節CPU供電的相數減少，從而減少服務器電能損耗。
[0009]本發明的有益效果為:刀片服務器所需的12V、5V電壓一般經電源模塊轉換或ATX電源得到，經過不同的電壓轉換電路得到CPU端口電壓0.95V、0.9V、1.5V和1.8V。根據CPU工作時所需的功耗，綜合考慮電流需求、瞬態響應及散熱性能，分別采用兩相、三相和四相DC-DC開關電源實現CPU內核及端口供電。本發明可以滿足刀片服務器工作于1.4GHz主頻、367MHz內存頻率下可靠、穩定的供電。
[0010]在滿足小電壓、大功耗的供電電路基礎上，添加控制電路及電壓調節電路。在處理器處于空閑狀態下，可通過控制電路及電壓調節電路來減少CPU供電電路的相數，進而降低整機功耗，減少能源浪費。
[0011]本發明經驗證，該當處理器CPU主頻和內存頻率分別為1.4GHz, 367MHz時，該電源可穩定、高效地工作，并可有效降低服務器空閑狀態時電能損耗。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明刀片服務器低電壓大功耗CPU電源框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖所示，通過【具體實施方式】對本發明進一步說明:
實施例1:
如圖1所示，一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源設計方法，所述方法使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓；
選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓；
選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
[0014]通過使用刀片服務器12V、5V電源，進行轉換后為處理器供電。由于CPU核電壓要求精確，且紋波小，峰值電流為15A，因此選用兩相DC-DC開關電源實現。由于CPU節點對電源瞬態響應要求高，所需電流峰值較高，約為30A左右，且隨著CPU設定的主頻及內存的頻率的增大而增大，所以采用四相DC-DC開關電源方案以提高電源瞬態響應速度。1電壓采用單相DC-DC開關電源即可滿足供電要求。
[0015]實施例2:
一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源電路，所述電路包括CPU供電電路，使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓，選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓，選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
[0016]實施例3:
在實施例2的基礎上，本實施例所述電源電路還包括電壓調節電路和控制電路，電壓調節電路包括電源狀態指示模塊和電流監控模塊；控制電路包括開關電路和運算放大電路；其中運算放大電路與電壓調節電路相連以接收電壓調節電路的電流監控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調電路的電源狀態指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調節電路的電源狀態指示模塊引腳的電位，使電壓調節電路調節CPU供電的相數減少，從而減少服務器電能損耗。
[0017]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【主權項】
1.一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源設計方法，其特征在于:所述方法使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓； 選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓； 選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
2.一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源電路，其特征在于:所述電路包括CPU供電電路，使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓，選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓，選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
3.根據權利要求2所述的一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源電路，其特征在于:所述電源電路還包括電壓調節電路和控制電路，電壓調節電路包括電源狀態指示模塊和電流監控模塊；控制電路包括開關電路和運算放大電路；其中運算放大電路與電壓調節電路相連以接收電壓調節電路的電流監控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調電路的電源狀態指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調節電路的電源狀態指示模塊引腳的電位，使電壓調節電路調節CPU供電的相數減少。
【專利摘要】本發明公開了一種刀片服務器低電壓大功耗CPU電源設計方法和電路，使用刀片服務器12V、5V電源，選用兩相DC-DC開關電源轉換后提供CPU核電壓；選用四相DC-DC開關電源轉換后提供CPU節點電壓；選用單相DC-DC開關電源轉換后提供IO電壓。本發明可以滿足刀片服務器工作于1.4GHz主頻、367MHz內存頻率下可靠、穩定的供電。在滿足小電壓、大功耗的供電電路基礎上，添加控制電路及電壓調節電路。在處理器處于空閑狀態下，可通過控制電路及電壓調節電路來減少CPU供電電路的相數，進而降低整機功耗，減少能源浪費。
【IPC分類】G06F1-26
【公開號】CN104571440
【申請號】CN201510002087
【發明人】姜微微, 耿士華
【申請人】山東超越數控電子有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月5日