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用于远端供电的功率变换器及其误差补偿电路制造技术

技术编号:40951209 阅读:10 留言:0更新日期:2024-04-18 20:26
本公开涉及用于远端供电的功率变换器及其误差补偿电路。所述误差补偿电路接收远端电压反馈信号和远端浮地信号,将所述远端浮地信号和参考电压相叠加以形成远端参考电压,以及对所述远端电压反馈信号和所述远端参考电压进行差分放大以获得补偿信号。该误差补偿电路基于远端供电电压的反馈信号获得补偿信号,以减少控制电路的采样端子数量和简化控制电路的电路结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路,特别涉及一种用于远端供电的功率变换器及其误差补偿电路


技术介绍

1、随着云计算时代的发展,服务器的应用数量得到了快速的增长。在要求更多数量的同时,对服务器的计算能力也提出了更高的要求。服务器的计算核心在满载工作时的电流消耗已经从安培级逐渐发展到几十安培级甚至上百安培级,这就要求供电模块具备超大的电流输出能力。

2、在服务器中,采用功率变换器向远端计算核心进行大电流供电,供电线上的电压降已经成为不可忽略的因素。由于供电线上存在着电压降,功率变换器的本地输出端与计算核心的远端供电端之间存在着电压降。功率变换器不仅在本地输出端的输出电压与远端供电端的供电电压存在着偏差,而且远端供电电压相对于本地输出电压为浮地状态,因此,在本地输出端的电压采样信号无法获取供电电压的准确反馈信号。

3、在现有的远端供电方案中,已经提出对本地输出电压和远端供电电压同时采样,控制电路采用单独的差分电路,根据本地输出电压和远端供电电压之差,将远端供电电压转换成实地电压反馈信号。控制电路的远端供电电压转换使得电路结构复杂化。此外,控制电路设置有两组采样端子分别接收远端供电电压相对于本地输出电压的电压采样信号,端子数量也会相应增加。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本专利技术的目的是提供用于远端供电的功率变换器及其误差补偿电路,其中,误差补偿电路基于远端供电电压的反馈信号获得补偿信号,以减少控制电路的采样端子数量和简化控制电路的电路结构。

2、根据本专利技术的一方面,提供一种用于功率变换器的误差补偿电路,所述误差补偿电路接收远端电压反馈信号和远端浮地信号,将所述远端浮地信号和参考电压相叠加以形成远端参考电压,以及对所述远端电压反馈信号和所述远端参考电压进行差分放大以获得补偿信号。

3、可选地,所述误差补偿电路包括:加法模块,用于将所述参考电压与所述远端浮地信号相加以产生远端参考电压;误差放大器,用于将远端电压反馈信号和所述远端参考电压相减以获得补偿信号。

4、可选地,所述加法模块包括:电压电流转换模块,用于将参考电压转换成第一电流路径上的参考电流;电流镜,与所述电压电流转换模块相连接,用于将所述第一电流路径上的参考电流耦合至第二电流路径;以及第一电阻,连接在所述第二电流路径上,其中,所述第一电阻的低电位端连接至浮地反馈端以接收所述远端浮地信号,并且所述第一电阻上的电压降对应于所述参考电压,所述第一电阻的高位端提供所述远端参考电压。

5、可选地,所述加法模块还包括:与所述第一电阻并联连接的第一电容。

6、可选地,所述电压电流转换模块包括:第一晶体管和第二电阻,串联连接在所述第一电流路径上;以及运算放大器,所述运算放大器的同相输入端接收所述参考电压,反相输入端连接至所述第一晶体管和所述第二电阻的中间节点,输出端连接至所述第一晶体管的控制端。

7、可选地,所述第一电阻的电阻值等于所述第二电阻的电阻值。

8、可选地,所述误差补偿电路包括:第一差分模块,用于根据所述远端电压反馈信号与所述参考电压获得第一差分输出信号;第二差分模块,用于根据所述远端浮地信号与地获得第二差分输出信号;误差放大器,用于根据所述第一差分输出信号与所述第二差分输出信号的叠加信号获得补偿信号。

9、可选地,所述第一差分模块包括:第一电流源;第一晶体管和第一电阻,串联连接在所述第一电流源与地之间,在二者之间形成第一节点;第二晶体管和第二电阻,串联连接在所述第一电流源与地之间,在二者之间形成第二节点,其中,所述第一晶体管的控制端接收所述远端电压反馈信号,所述第二晶体管的控制端接收所述参考电压。

10、可选地,所述第二差分模块:第二电流源;第三晶体管,连接在所述第二电流源与所述第一节点之间;以及第四晶体管,连接在所述第二电流源与所述第二节点之间,其中,所述第三晶体管的控制端接地,第四晶体管的控制端接收所述远端浮地信号。

11、可选地,所述第一电阻的电阻值等于所述第二电阻的电阻值。

12、可选地,所述误差放大器为跨导放大器,所述误差补偿电路还包括连接在所述跨导放大器的输出端与地之间的第二电容,所述跨导放大器产生补偿电流对所述第二电容充放电以产生所述补偿信号。

13、根据本专利技术的另一方面,提供一种远端供电的功率变换器,所述功率变换器经由供电线连接至远端负载进行供电,经由感测线连接至远端负载以获取远端电压反馈信号,包括:第一开关管和电感,连接在输入端和输出端之间;第二开关管,连接在所述第一开关管和所述电感的中间节点与地之间;控制电路,与所述第一开关管和所述第二开关管相连接以提供开关控制信号;以及采样电路,与所述感测线相连接以获取远端电压反馈信号和远端浮地信号,其中,所述控制电路包括上述的误差补偿电路,所述控制电路接收所述远端电压反馈信号和所述远端浮地信号,以及根据所述远端电压反馈信号和所述远端浮地信号产生所述开关控制信号。

14、可选地,所述感测线包括与所述远端负载的远端供电端和远端接地端相连接的第一感测线和第二感测线。

15、可选地,所述采样电路包括:串联连接在所述第一感测线和所述第二感测线之间的第一采样电阻和第二采样电阻;连接在所述第一感测线和所述第二感测线之间的滤波电容,其中,所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的中间节点提供所述远端电压反馈信号,所述第二感测线提供所述远端浮地信号。

16、可选地,所述功率变换器包括选自boost拓扑、buck拓扑、buck-boost拓扑、flyback拓扑任意一种的功率变换器。

17、根据本实施例的功率变换器,在远端供电方案中,控制电路基于远端供电电压的反馈信号控制开关管的导通状态,以维持稳定的远端供电电压。采样电路仅需对远端供电电压进行采样,无需对本地输出电压进行采样,因此,控制电路的采样端子数量减少。进一步地,控制电路无需基于本地供电电压将远端供电电压转换成实地电压反馈信号,因此可以简化控制电路的电路结构。

18、在优选的实施例中,误差补偿电路将参考电压与远端浮地信号相加以产生远端参考电压。控制电路基于远端参考电压提供远端供电电压,因而,已经自动补偿功率变换器的本地参考地和远端负载的远端参考地之间的电压差,即,自动补偿二者之间的供电线上的电压降,从而实现远端供电电压的稳压。

19、在优选的实施例中,误差补偿电路将参考电压转换成参考电流,将参考电流流经电阻,将电阻的低电位端连接至浮地反馈端以接收远端浮地信号,因而,在电阻的高电位端获得参考电压和远端浮地信号的叠加信号,作为远端参考电压。控制电路中的误差补偿电路采用电阻叠加参考电压与远端浮地信号,从而将本地参考电压转换成远端参考电压,因此可以简化控制电路的电路结构。

20、在优选的实施例中,误差补偿电路包括第一差分模块和第二差分模块,第一差分模块将远端电压反馈信号和参考电压分别转换成第一反馈电流和第一参考电流,第二差分模块将远端浮地信号和参考地本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于功率变换器的误差补偿电路,所述误差补偿电路接收远端电压反馈信号和远端浮地信号,将所述远端浮地信号和参考电压相叠加以形成远端参考电压,以及对所述远端电压反馈信号和所述远端参考电压进行差分放大以获得补偿信号。

2.根据权利要求1所述的误差补偿电路,包括:

3.根据权利要求2所述的误差补偿电路,其中,所述加法模块包括:

4.根据权利要求3所述的误差补偿电路,其中,所述加法模块还包括:与所述第一电阻并联连接的第一电容。

5.根据权利要求3所述的误差补偿电路,其中,所述电压电流转换模块包括:

6.根据权利要求5所述的误差补偿电路,其中,所述第一电阻的电阻值等于所述第二电阻的电阻值。

7.根据权利要求1所述的误差补偿电路,包括:

8.根据权利要求7所述的误差补偿电路,其中,所述第一差分模块包括:

9.根据权利要求8所述的误差补偿电路,其中,所述第二差分模块:

10.根据权利要求9所述的误差补偿电路,其中,所述第一电阻的电阻值等于所述第二电阻的电阻值。

11.根据权利要求2或7所述的误差补偿电路,其中,所述误差放大器为跨导放大器,所述误差补偿电路还包括连接在所述跨导放大器的输出端与地之间的第二电容,所述跨导放大器产生补偿电流对所述第二电容充放电以产生所述补偿信号。

12.一种远端供电的功率变换器,所述功率变换器经由供电线连接至远端负载进行供电,经由感测线连接至远端负载以获取远端电压反馈信号,包括:

13.根据权利要求12所述的功率变换器,其中,所述感测线包括与所述远端负载的远端供电端和远端接地端相连接的第一感测线和第二感测线。

14.根据权利要求13所述的功率变换器,其中,所述采样电路包括:

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【技术特征摘要】

1.一种用于功率变换器的误差补偿电路,所述误差补偿电路接收远端电压反馈信号和远端浮地信号,将所述远端浮地信号和参考电压相叠加以形成远端参考电压,以及对所述远端电压反馈信号和所述远端参考电压进行差分放大以获得补偿信号。

2.根据权利要求1所述的误差补偿电路,包括:

3.根据权利要求2所述的误差补偿电路,其中,所述加法模块包括:

4.根据权利要求3所述的误差补偿电路,其中,所述加法模块还包括:与所述第一电阻并联连接的第一电容。

5.根据权利要求3所述的误差补偿电路,其中,所述电压电流转换模块包括:

6.根据权利要求5所述的误差补偿电路,其中,所述第一电阻的电阻值等于所述第二电阻的电阻值。

7.根据权利要求1所述的误差补偿电路,包括:

8.根据权利要求7所述的误差补偿电路,其中,所述第一差分模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾阳詹丹吴皓楠
申请(专利权)人:骏盈半导体上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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