一种具有闭回路反馈电压的Buck-STC输出电压控制装置的制作方法

一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及服务器供电技术领域，特别是一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置。


背景技术：

2.由于科技进步飞快，服务器的效能越来越强大，功耗也在不断增加，传统的资料中心建设电源传输使用的是12vin，因为资料中心使用了上千台的服务器设备，功耗非常惊人。为了应对这么多的服务器设备，因此必须使用非常粗的导线来传递电源到各个服务器设备，当电源电流流经导线就会产生导线损耗p
loss
＝i2×
r，若以48v的供电来源为例，根据欧姆定律，对于相同的负载来说，因为电压提升了4倍，导线流经的电流会下降4倍，所以导线的功率损耗会下降16倍，可有效的节省资料中心的导线架设成本，同时功耗减小了，热能的产生也会随之下降，也可有效节省资料中心的空调电费成本。
3.然而现行服务器上使用的许多装置还是需要12v的供电，因此，有许多供应商纷纷推出了48v转12v的stc(switched tank converter，开关电容降压转换器)架构，此为一种开回路设计且固定电压比4：1的拓扑，若电压来源是54v或60v时，输出电压为54-60/4＝13.5-15v，许多只能应用在12v电压的装置便无法使用，需要再通过降压转换器转换至稳定的12v，且开回路设计的缺点便是输出电压会随着负载电流的增加而下降，无法稳定输出。
4.图1所示为目前48v输入的系统架构，当输入来源是48v时，经过stc架构的4：1转换比输出12v，因此不需要使用降压转换器，但是stc为开回路设计，因此输出电压会随着负载电流上升而下降，无法稳定维持在12v，如图2所示。图3为目前较多使用者的做法，倾向于使用54v-60v的电压输入来源，通过stc转换至13.5v-15v在搭配降压转换器输出稳定的12v给后端的负载装置使用，缺点是无法设计太大的负载瓦数，stc无法稳定电压的输出，若后端负载的功耗太大，降压转换器的输入与输出电压太接近，设计会变得非常困难且转换器的效率也不高，而唯一能稳压的方式只能增加输出电容，增加成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置，旨在解决现有技术中开回路电路架构无法通过反馈回路来稳定输出电压的问题，实现电压的稳定性输出，提高系统稳定性，降低设计成本。
6.为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置，所述装置包括：
7.降压电路控制芯片、降压转换器buck-converter以及stc；
8.所述降压电路控制芯片连接高压端mosfet管以及低压端mosfet管，所述高压端mosfet管连接48-60v电压，低压端mosfet管接地；
9.所述高压端mosfet管以及低压端mosfet管连接降压转换器buck-converter，所述降压转换器buck-converter连接stc，通过stc输出12v电压至负载；
10.所述stc的输出端连接降压电路控制芯片。
11.优选地，所述stc为2：1电压比的线路架构。
12.优选地，所述降压电路控制芯片通过内部逻辑控制降压转换器buck-converter的输出电压，使stc的输出电压保持12v。
13.优选地，所述降压转换器buck-converter为闭回路设计。
14.实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
15.与现有技术相比，本实用新型通过结合buck-converter及stc架构，利用降压转换器buck-converter的闭回路控制特性侦测stc的输出电压，当负载电流增加导致输出电压下降时，通过调整降压转换器buck-converter的输出电压，维持stc的输出电压在12v，从而解决stc架构开回路设计导致输出电压无法稳定维持的问题，使stc能够稳定输出，增加系统运行的稳定性。
附图说明
16.图1为现有技术中所提供的48v系统架构示意图；
17.图2为现有技术中所提供的开回路架构的输出电压示意图；
18.图3为现有技术中所提供的54v-60v系统架构示意图；
19.图4为本实用新型实施例中所提供的一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置电路结构图；
20.图5为本实用新型实施例中所提供的反馈电压没有侦测在stc输出端时的波形图；
21.图6为本实用新型实施例中所提供的反馈电压侦测在stc输出端时的波形图。
具体实施方式
22.为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
23.下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置进行详细说明。
24.如图4所示，本实用新型公开了一种具有闭回路反馈电压的buck-stc输出电压控制装置，所述装置包括：
25.降压电路控制芯片、降压转换器buck-converter以及stc；
26.所述降压电路控制芯片连接高压端mosfet管以及低压端mosfet管，所述高压端mosfet管连接48-60v电压，低压端mosfet管接地；
27.所述高压端mosfet管以及低压端mosfet管连接降压转换器buck-converter，所述降压转换器buck-converter连接stc，通过stc输出12v电压至负载；
28.所述stc的输出端连接降压电路控制芯片。
29.本实用新型实施例结合buck-converter(降压转换器)及stc架构，利用降压转换器buck-converter的闭回路控制特性侦测stc的输出电压，由于stc架构的电压输入输出比可通过线路调整为2：1、4：1的架构，因此，在本实用新型实施例中设定为2：1电压比的线路架构。当stc输出电压因为负载电流的提高而降低时，通过电压反馈来提高降压转换器buck-converter的输出电压，由此动态调整经过stc架构2：1的电压比后可稳定输出12v给后端负载装置使用。
30.由于本实用新型线路搭配2：1的stc架构，因此降压转换器buck-converter的输出电压理想是在24v左右，并通过stc输出电压12v并反馈至降压转换器buck-converter进行调节。
31.若降压转换器buck-converter的反馈电压侦测维持在自身的输出，则24v电压为稳定的电压输出，但是经过stc后产生的12v电压就会因为后端负载电流的上升而造成输出电压下降，如图5所示。
32.通过本实用新型电路，将降压转换器buck-converter的反馈电压侦测点设置在stc的12v输出端，若后端负载电流上升导致输出稍微下降，经过反馈电压回到降压电路控制芯片，通过内部逻辑控制降压转换器buck-converter的24输出电压稍微提高，由此可维持在12v的输出电压，如图6所示。
33.当stc的输出电压12v因负载电流的增加造成输出电压下降，此时通过反馈电压的侦测调节降压转换器buck-converter的输出电压，假设stc的输出电压降至11.5v，则提升降压转换器buck-converter的输出电压，使stc的输出电压稳定在12v。
34.本实用新型实施例通过结合buck-converter及stc架构，利用降压转换器buck-converter的闭回路控制特性侦测stc的输出电压，当负载电流增加导致输出电压下降时，通过调整降压转换器buck-converter的输出电压，维持stc的输出电压在12v，从而解决stc架构开回路设计导致输出电压无法稳定维持的问题，使stc能够稳定输出，增加系统运行的稳定性。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。