本发明涉及电子工程技术领域，特别涉及一种供电装置、方法及供电系统。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展与进步，计算机被广泛应用于生活、生产中的各个领域。服务器作为一种高性能的计算机，基于其具有高性能、高可靠性的特性，被应用于云计算、大数据、通信、军事等领域，用于执行重要的数据处理任务。
目前，在服务器的供电系统中，由供电模块向服务器主板提供输入电压，然后通过集成电路对输入电压进行转化，以对连接在所述主板上的显卡、内存、网卡等设备进行供电。
针对于目前的服务器主板供电方法，为了对供电模块输入的电压进行稳压处理，在供电线路上设置有多个稳压电容。在主板上电的瞬间，由于稳压电容充电会产生较大的浪涌电流，浪涌电流会将主板的输入电压拉低至较低的水平，导致主板出现开机掉电的现象，因此主板的供电稳定性较差。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种供电装置、方法及供电系统，能够提高主板的供电稳定性。
本发明实施例提供了一种供电装置，包括：控制单元、开关单元及稳压单元；
所述控制单元，用于根据外部发送的控制信号，向所述开关单元发送触发信号；
所述开关单元，用于根据所述触发信号，将外部供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中，所述输出电压逐步增大至目标值，且逐步增大至所述目标值的时间大于预设的标准时间；以及将所述输出电压传输给所述稳压单元；
所述稳压单元，用于对所述输出电压进行稳压处理，并将稳压处理后的所述输出电压传输给外部的主板，以对所述主板进行供电。
优选地，
所述控制单元包括：第一电阻、第二电阻、NMOS管及电容；
所述第一电阻的一端与外部的使能信号输入端相连，另一端与所述NMOS管的栅极相连；
所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管的漏极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与外部的辅助电源相连；
所述电容的一端分别与所述NMOS管的漏极及所述开关单元相连，所述电容的另一端接地；
所述NMOS管，用于在接收到所述使能信号输入端输入的控制信号后导通，以将漏极的电压拉低；
所述电容，用于在所述NMOS管未导通时充电，并在所述NMOS管导通后放电，以在所述NMOS管导通后向所述开关单元发送逐步减小的所述触发信号。
优选地，
所述控制单元进一步包括：二极管；
所述二极管的正极与所述NMOS管的源极相连，所述二极管的负极与所述NMOS管的漏极相连。
优选地，
所述控制单元进一步包括：第一瞬变二极管及第二瞬变二极管；
所述第一瞬变二极管的正极与所述NMOS管的栅极相连，所述第一瞬变二极管的负极与所述第二瞬变二极管的负极相连；
所述第二瞬变二极管的正极与所述NMOS管的源极相连。
优选地，
所述开关单元包括：PMOS管；
所述PMOS管的栅极与所述电容的非接地端相连，所述PMOS管的源极与所述供电模块相连，所述PMOS管的漏极与所述稳压单元相连；
所述PMOS管，用于根据逐渐减小的所述触发信号，逐步导通直至完全导通，以使传输给所述稳压单元的电压逐步增大，直至增大至所述目标值。
优选地，
所述稳压单元包括：至少一个稳压电容；
每一个所述稳压电容的一端接地，另一端分别与所述开关单元及所述主板相连。
优选地，
所述电容的容量与所述至少一个稳压电容的容量，以及所述供电模块输入的电压值满足如下公式一所示的对应关系；
所述公式一包括：
其中，所述C0为所述电容的容量，所述V0为所述供电模块输入的电压值，所述k为所述稳压单元包括的所述稳压电容的个数，所述Ci为所述稳压单元包括的第i个稳压电容的容量。
本发明实施例还提供了一种基于上述任一一种供电装置的供电方法，包括：
根据外部输入的控制信号，通过所述控制单元向所述开关单元发送触发信号；
利用所述开关单元，根据所述触发信号将外部供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中，所述输出电压逐步增大至目标值，且逐步增大至所述目标值的时间大于预设的标准时间；
利用所述开关单元将所述输出电压传输给所述稳压单元；
通过所述稳压单元对所述输出电压进行稳压处理，并将稳压处理后的所述输出电压传输给外部的主板，以对所述主板进行供电。
优选地，
当所述控制单元包括NMOS管及电容时，
所述通过所述控制单元向所述开关单元发送触发信号，包括：
通过所述使能信号输入端输入的控制信号使所述NMOS管导通，以将所述NMOS管漏极的电压拉低；
通过所述电容的放电，使所述NMOS管导通后向所述开关单元发送逐步减小的所述触发信号。
本发明实施例还提供了一种供电系统，包括：使能信号输入端、供电模块、主板及上述实施例提供的任一一种供电装置；
所述使能信号输入端，用于向所述供电装置发送控制信号；
所述供电模块，用于向所述供电装置输入电压；
所述主板，用于接收所述供电装置输出的电压。
本发明实施例提供了一种供电装置、方法及系统，控制单元在接收到控制信号后，向开关单元发送触发信号；开关单元接收到触发信号后，将供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中输出电压由小逐步增大至目标值，并且增大过程所需时间大于标准时间；稳压单元对开关单元转换而成的输出电压进行稳压处理，将处理后的输出电压传输给主板，以对主板供电。通过开关单元对输入电压进行转换，所形成的输出电压是逐步增大的，这样在开始对主板进行供电时，稳压单元所产生的浪涌电流很小，不会将输出电压拉低至较低的水平，从而能够避免主板出现掉电的现象，进而可以提高对主板进行供电的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种供电装置的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的一种包括NMOS管的控制单元的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的一种包括二极管的控制单元的示意图；
图4是本发明一个实施例提供的一种包括瞬变二极管的控制单元的示意图；
图5是本发明一个实施例提供的一种包括PMOS管的供电装置的示意图；
图6是本发明一个实施例提供的一种包括稳压电容的供电装置的示意图；
图7是本发明一个实施例提供的一种供电方法的流程图；
图8是本发明一个实施例提供的一种供电系统的示意图；
图9是本发明另一个实施例提供的一种供电方法的流程图；
图10是本发明另一个实施例提供的一种供电系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种供电装置，包括：控制单元101、开关单元102及稳压单元103；
所述控制单元101，用于根据外部发送的控制信号，向所述开关单元102发送触发信号；
所述开关单元102，用于根据所述触发信号，将外部供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中，所述输出电压逐步增大至目标值，且逐步增大至所述目标值的时间大于预设的标准时间；以及将所述输出电压传输给所述稳压单元103；
所述稳压单元103，用于对所述输出电压进行稳压处理，并将稳压处理后的所述输出电压传输给外部的主板，以对所述主板进行供电。
本发明实施例提供了一种供电装置，控制单元在接收到控制信号后，向开关单元发送触发信号；开关单元接收到触发信号后，将供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中输出电压由小逐步增大至目标值，并且增大过程所需时间大于标准时间；稳压单元对开关单元转换而成的输出电压进行稳压处理，将处理后的输出电压传输给主板，以对主板供电。通过开关单元对输入电压进行转换，所形成的输出电压是逐步增大的，这样在开始对主板进行供电时，稳压单元所产生的浪涌电流很小，不会将输出电压拉低至较低的水平，从而能够避免主板出现掉电的现象，进而可以提高对主板进行供电的稳定性。
在本发明一个实施例中，如图2所示，控制单元包括：第一电阻R1、第二电阻R2、NOMS管U1及电容C1；
第一电阻R1的一端与外部的使能信号输入端EN相连，第一电阻R1的另一端与NMOS管U1的栅极G相连；
NMOS管U1的源极S接地，NMOS管U1的漏极D与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端与外部的辅助电源AUX相连；
电容C1的一端分别与NMOS管U1的漏极D及开关单元102相连，电容C1的另一端接地。
当使能信号输入端EN无控制信号输入时，NMOS管U1处于截止状态，此时辅助电源AUX为电容C1充电，输入开关单元102的电压恒定，并与辅助电源AUX的输出电压相等。
当使能信号输入端EN有控制信号输入时，NOMS管U1导通，开关单元102接地，但是由于电容C1中存储有电能，在NOMS管U1刚导通后，电容C1开始放电，此时输入开关单元102的电压并没有立即变为零；随着电容C1放电过程的进行，输入开关单元102的电压逐步降低，最终变为零，直至NOMS管截止。因而，在NOMS管U1导通的过程中，在电容C1的作用下，输入开关单元102的电压逐步减小至零，将该逐步减小至零的电压信号作为触发信号对开关单元102进行触发，可以使开关单元102对应的形成逐步增大的输出电压，从而防止稳压单元103产生较大的浪涌电流，造成主板掉电的现象发生。
在本发明一个实施例中，如图3所示，控制单元进一步包括有二极管D1；
二极管D1的正极与NMOS管U1的源极S相连，二极管D1的负极与NMOS管U1的漏极相连。
通过二极管D1将NOMS管U1的源极S和漏极D相连，当辅助电源AUX输出的电压在正常范围内时，二极管D1处于反向截止状态，NOMS管U1正常工作。当辅助电源AUX输出的电压大于正常范围时，二极管D1被反向击穿，此时辅助电源AUX经过第二电阻R2直接接地，超过正常范围的大电流不会对NOMS管U1造成损坏。
因而，通过二极管D1将NOMS管U1的源极S和漏极D相连，能够防止由于辅助电源AUX输出电压超过正常范围造成NOMS管U1损坏的情况出现，提高该供电装置的可靠性及安全性。
在本发明一个实施例中，如图4所示，控制单元进一步还可以包括第一瞬变二极管D2和第二瞬变二极管D3；
第一瞬变二极管D2的正极与NMOS管U1的栅极G相连，第一瞬变二极管D2的负极与第二瞬变二极管D3的负极相连；
第二瞬变二极管D3的正极与NMOS管U1的源极S相连。
具体地，通过第一瞬变二极管D2和第二瞬变二极管D3将NMOS管U1的栅极G和源极S相连，当使能信号输入端EN在未输出控制信号或控制信号的强度在正常范围内时，第二瞬变二极管D3均处于反向截止状态，此时NMOS管U1正常工作，能够根据使能信号输入端EN发送的控制信号进行导通。当使能信号输入端EN输出的控制信号的强度超过正常范围时，第二瞬变二极管D3反向导通，此时使能信号输入端EN直接接地，NMOS管U1被短路，使能信号输入端EN输出的超强控制信号不会对NMOS管U1造成损坏。
同时，由于NMOS管的栅极与源极之间的电阻很大，如果栅极或源极上存在少量的静电也会使栅极与源极之间的产生较大的电压，该电压不仅可能导致NMOS管误动作，还可能将NMOS管击穿。
因此，第一瞬变二极管D2和第二瞬变二极管D3将NMOS管U1的栅极G和源极S相连，第一方面，能够避免由于使能信号输入端EN输出电压过大造成NMOS管U1损坏的情况发生；第二方面，能够防止由于栅极G和源极S上存在静电，导致NMOS管U1出现误动作的情况；第三方面，能够防止由于静电作用将NMOS管U1的栅极和源极击穿。
在本发明一个实施例中，如图5所示，开关单元包括PMOS管U2；
PMOS管U2的栅极G与电容C1的非接地端相连，PMOS管U2的源极S与供电模块E相连，PMOS管U2的漏极D与稳压单元103相连。
具体地，当NMOS管U1导通后，在电容C1的作用下，PMOS管U2的栅极G接收到逐步减小的触发信号，该在触发信号的作用下PMOS管U2的源极S与漏极D逐步导通，即PMOS管U2的源极S与漏极D之间的电阻逐步减少，直至PMOS管U2的源极S与漏极D完全导通。随着PMOS管U2的源极S与漏极D之间的电阻的逐步减少，从PMOS管U2漏极D输出的输出电压不断增大，直至达到目标值，该目标值与供电模块E输入的输入电压相接近。
由于PMOS管在栅极触发电压小于一定值时导通，PMOS管的栅极在接收到逐步减小的触发信号时，PMOS管的源极与漏极逐步导通，将供电模块输入的输入电压转换为逐步增大的输出电压，输出电压增大至目标值后稳定在目标值持续向稳压模块传输输出电压。由于在PMOS管开始向稳压单元传输输出电压时，输出电压是逐步增大的，因而稳压单元不会产生较大的浪涌电流，从而能够避免浪涌电流拉低输出电压使主板掉电的情况发生，提高了对主板进行供电的稳定性。
在本发明一个实施例中，稳压单元包括有至少一个稳压电容，每一个稳压电容的一端接地，另一端分别与开关单元及主板相连。
例如，如图6所示，稳压单元包括有两个稳压电容，分别为稳压电容C2和稳压电容C3；稳压电容C2和稳压电容C3并联，一端接地，另一端分别与PMOS管U2的漏极D及主板M相连。
由于稳压电容能够存储电能，当PMOS管U2的漏极D输出的输出电压较小时，稳压电容能够放电，对PMOS管U2输出的输出电压进行补偿，使PMOS管U2输出的输出电压更接近目标值；当PMOS管U2的漏极D输出的输出电压较大时，稳压电容能够充电，对PMOS管U2输出的输出电压进行部分消耗，同样使PMOS管U2输出的输出电压更接近目标值。通过稳压电容的作用，可以使PMOS管输出的输出电压更加平稳，使传输给主板的输出电压更加平稳，进一步提高了对主板进行供电的稳定性。
在本发明一个实施例中，当稳压单元中包括的各个稳压电容并联时，控制单元中电容的容量需要满足如下公式一所示的表达式；
所述公式一包括：
其中，所述C0为所述电容的容量，所述V0为所述供电模块输入的电压值，所述k为所述稳压单元包括的所述稳压电容的个数，所述Ci为所述稳压单元包括的第i个稳压电容的容量。
具体地，
第一方面，由于稳压单元中包括的各个稳压电容相互并联，因而稳压单元的总电容量为各个稳压电容的容量之和，而稳压单元的总电容量越大，所能够存储的电能越多，当PMOS管开始输出电压时产生的浪涌电流越大。
第二方面，PMOS管开始输出电压时会出现电压突变，而供电模块输入的输入电压越大，该电压突变值越大；电压突变值越大，稳压单元所产生的浪涌电流也越大。
因而，当稳压单元的总电容量越大，供电模块输入的输入电压越大时，为了减小浪涌电流，PMOS管开始输出电压时输出电压的变化率应当越小。而控制单元中电容C1的容量越大，触发信号的变化率越小，可以使PMOS管开始输出电压时输出变化率更小的输出电压，以达到减小浪涌电流的目的。
通过公式一所示的表达式来确定控制单元中电容的容量，可以保证PMOS管开始输出电压时形成较小的浪涌电流，保证所形成的浪涌电流不会导致主板掉电。
需要说明的是，控制单元中可以包括一个电容，该电容的容量满足上述公式一所示的表达式；也可以包括多个电容，多个电容通过串联和/或并联的形式相连，串联和/或并联的各个电容的总容量满足上述公式一所示的表达式。具体控制单元包括的电容的数量及连接方式可以根据实际需求灵活选择。
如图7所示，本发明一个实施例提供了一种基于本发明实施例提供的任一一种供电装置的供电方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤701：根据外部输入的控制信号，通过所述控制单元向所述开关单元发送触发信号；
步骤702：利用所述开关单元，根据所述触发信号将外部供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中，所述输出电压逐步增大至目标值，且逐步增大至所述目标值的时间大于预设的标准时间；
步骤703：利用所述开关单元将所述输出电压传输给所述稳压单元；
步骤704：通过所述稳压单元对所述输出电压进行稳压处理，并将稳压处理后的所述输出电压传输给外部的主板，以对所述主板进行供电。
在本发明一个实施例中，当所述控制单元包括NMOS管及电容时，
步骤701中所述通过所述控制单元向所述开关单元发送触发信号，包括：
通过所述使能信号输入端输入的控制信号使所述NMOS管导通，以将所述NMOS管漏极的电压拉低；
通过所述电容的放电，使所述NMOS管导通后向所述开关单元发送逐步减小的所述触发信号。
如图8所述，本发明一个实施例提供了一种供电系统，包括：使能信号输入端801、供电模块802、主板803及本发明实施例提供的任一一种供电装置804；
所述使能信号输入端801，用于向所述供电装置804发送控制信号；
所述供电模块802，用于向所述供电装置804输入电压；
所述主板803，用于接收所述供电装置804输出的电压。
下面以对服务器主板进行供电为例，对本发明实施例提供的供电方法作进一步详细说明，如图9所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤901：接收使能信号输入端输入的控制信号。
在本发明一个实施例中，如图10所示，在服务器开机时，使能信号输入端EN向NMOS管U1的栅极G输入控制信号，其中使能信号输入端EN可以为服务器的CPLD(复杂可编程逻辑器件)。
步骤902：根据控制信号形成触发信号。
在本发明一个实施例中，如图10所示，在NMOS管U1的栅极G接收到使能信号输入端EN发送的控制信号后，NMOS管的源极S与漏极D导通，PMOS管栅极G接地；由于电容C1的放电作用，PMOS管栅极G的电压被逐步拉低，直至电容C1放电完成后，PMOS管栅极G的电压为零。以PMOS管栅极G处逐步被拉低的电压作为触发信号。
步骤903：根据触发信号形成逐步增大的输出电压。
在本发明一个实施例中，如图10所示，PMOS管的栅极G在接收到触发信号时，PMOS管的源极S和漏极D根据触发信号的大小进行相应的导通，其中触发信号越小，PMOS管的源极S和漏极D之间的电阻越小。由于输入PMOS管栅极G的触发信号是逐步减小的，而供电模块E从PMOS管源极S输入的输入电压保持不变，因而从PMOS管漏极D输出的输出电压为逐步增大的电压。在触发信号减小至零并维持状态后，PMOS管漏极D输出的输出电压增长到目标值，并维持该大小的输出电压。
步骤904：对输出电压进行稳压处理。
在本发明一个实施例中，如图10所示，PMOS管漏极D输出的输出电压经过稳压电容C2和稳压电容C3时，如果输出电压小于目标值，稳压电容C2和稳压电容C3进行放电，以对输出电压进行补偿；如果输出电压大于目标值，稳压电容C2和稳压电容C3进行充电，以消耗部分输出电压。通过稳压电容C2和稳压电容C3的充电或放电，动态对PMOS管输出的输出电压进行稳压处理。
步骤905：将稳压处理后的输出电压传输给主板。
在本发明一个实施例中，如图10所示，在对输出电压进行稳压处理后，将稳压处理后的输出电压传输给主板M，对主板M进行供电。
需要说明的是，如图10所示，在使能信号输入端EN停止向NMOS管输入控制信号时，NMOS管的漏极D与源极S截止，此时PMOS管的极G出的电压被拉高，PMOS管的栅极D与源极S截止，PMOS管的漏极D不再输出电压，从而实现对主板进行断电。
本发明实施例提供的供电装置、方法及装置，至少具有如下有益效果：
1、在本发明实施例提供的供电装置、方法及系统中，控制单元在接收到控制信号后，向开关单元发送触发信号；开关单元接收到触发信号后，将供电模块输入的输入电压转换为输出电压，其中输出电压由小逐步增大至目标值，并且增大过程所需时间大于标准时间；稳压单元对开关单元转换而成的输出电压进行稳压处理，将处理后的输出电压传输给主板，以对主板供电。通过开关单元对输入电压进行转换，所形成的输出电压是逐步增大的，这样在开始对主板进行供电时，稳压单元所产生的浪涌电流很小，不会将输出电压拉低至较低的水平，从而能够避免主板出现掉电的现象，进而可以提高对主板进行供电的稳定性。
2、在本发明实施例提供的供电装置、方法及系统中，控制单元通过NMOS管和电容实现，在NMOS管导通后，由于电容的放电作用，可以形成逐步降低的触发信号。由于触发信号是逐步变化的，因而开关单元能过根据触发信号形成逐步增大的输出电压，从而能够减小稳压单元形成的浪涌电流，保证主板不会因为浪涌电流过大而出现掉电的现象，提高对主板进行供电的稳定性。
3、在本发明实施例提供的供电装置、方法及系统中，开关单元通过PMOS管实现，由于PMOS管的漏极和源极在触发电压小于一定值后逐步导通，从而在接收到逐步减小的触发信号后逐步导通，使漏极输出的电压逐步增大，避免输出电压增大速率过快导致稳压单元产生较大的浪涌电流，保证对主板进行供电的稳定性。
4、在本发明实施例提供的供电装置、方法及系统中，稳压单元包括有至少一个稳压电容，当输出电压较大时稳压电容能够充电，以消耗部分输出电压；当输出电压较小时，稳压电容能够放电，以对输出电压进行补偿。通过稳压电容的充电或放电，可以对输出电压进行动态调节，保证输出电容的稳定，进一步提高了对主板进行供电的稳定性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。