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(fā)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(wěn)定性在計算機領域占據(jù)越來越大的優(yōu)勢，且隨著安全可信的要求，國產(chǎn)刀片服務器也面臨日益良好的發(fā)展優(yōu)勢。
[0003]目前，隨著國產(chǎn)處理器芯片的發(fā)展及多核處理器的出現(xiàn)，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(tài)響應、可靠性及穩(wěn)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(wěn)定的CPU供電實現(xiàn)方法顯得至關重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:本發(fā)明提供一種適用于國產(chǎn)刀片服務器低電壓、大功耗的處理器電源實現(xiàn)方法，為刀片服務器中的大功耗CPU正常工作提供可靠、穩(wěn)定的電源條件。
[0005]本發(fā)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(jié)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(xiàn)。由于CPU節(jié)點對電源瞬態(tài)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(nèi)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(tài)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(jié)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(diào)節(jié)電路和控制電路，電壓調(diào)節(jié)電路包括電源狀態(tài)指示模塊和電流監(jiān)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(diào)節(jié)電路相連以接收電壓調(diào)節(jié)電路的電流監(jiān)控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調(diào)電路的電源狀態(tài)指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調(diào)節(jié)電路的電源狀態(tài)指示模塊引腳的電位，使電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)CPU供電的相數(shù)減少，從而減少服務器電能損耗。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:刀片服務器所需的12V、5V電壓一般經(jīng)電源模塊轉換或ATX電源得到，經(jīng)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(jù)CPU工作時所需的功耗，綜合考慮電流需求、瞬態(tài)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(xiàn)CPU內(nèi)核及端口供電。本發(fā)明可以滿足刀片服務器工作于1.4GHz主頻、367MHz內(nèi)存頻率下可靠、穩(wěn)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(diào)節(jié)電路。在處理器處于空閑狀態(tài)下，可通過控制電路及電壓調(diào)節(jié)電路來減少CPU供電電路的相數(shù)，進而降低整機功耗，減少能源浪費。
[0011]本發(fā)明經(jīng)驗證，該當處理器CPU主頻和內(nèi)存頻率分別為1.4GHz, 367MHz時，該電源可穩(wěn)定、高效地工作，并可有效降低服務器空閑狀態(tài)時電能損耗。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)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(fā)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(jié)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(xiàn)。由于CPU節(jié)點對電源瞬態(tài)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(nèi)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(tài)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(jié)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(diào)節(jié)電路和控制電路，電壓調(diào)節(jié)電路包括電源狀態(tài)指示模塊和電流監(jiān)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(diào)節(jié)電路相連以接收電壓調(diào)節(jié)電路的電流監(jiān)控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調(diào)電路的電源狀態(tài)指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調(diào)節(jié)電路的電源狀態(tài)指示模塊引腳的電位，使電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)CPU供電的相數(shù)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(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)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(fā)明的范疇，本發(fā)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(jié)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(jié)點電壓，選用單相DC-DC開關電源轉換后提供1電壓。
3.根據(jù)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(diào)節(jié)電路和控制電路，電壓調(diào)節(jié)電路包括電源狀態(tài)指示模塊和電流監(jiān)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(diào)節(jié)電路相連以接收電壓調(diào)節(jié)電路的電流監(jiān)控信號；控制電路的運算放大電路與電壓調(diào)電路的電源狀態(tài)指示模塊的引腳相連，通過開關電路拉低電壓調(diào)節(jié)電路的電源狀態(tài)指示模塊引腳的電位，使電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)CPU供電的相數(shù)減少。
【專利摘要】本發(fā)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(jié)點電壓；選用單相DC-DC開關電源轉換后提供IO電壓。本發(fā)明可以滿足刀片服務器工作于1.4GHz主頻、367MHz內(nèi)存頻率下可靠、穩(wěn)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(diào)節(jié)電路。在處理器處于空閑狀態(tài)下，可通過控制電路及電壓調(diào)節(jié)電路來減少CPU供電電路的相數(shù)，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?zhí)枴緾N201510002087
【發(fā)明人】姜微微, 耿士華
【申請人】山東超越數(shù)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