隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展,無限增長的數(shù)據(jù)對(duì)服務(wù)器提出了新的要求：節(jié)約空間,便于集中管理,易于擴(kuò)展和提供不間斷的服務(wù)。刀片服務(wù)器(Blade Server)由此應(yīng)運(yùn)而生。而在刀片服務(wù)器系統(tǒng)中,服務(wù)器單板性能和密集程度有了大幅度的提高,每個(gè)單板的功耗可達(dá)300W,電源系統(tǒng)的性能良好與否直接關(guān)系到服務(wù)器是否可以高效率的工作。尤其是隨著處理器芯片、芯片組、以及各個(gè)控制芯片工藝、性能的提升,芯片需求的核電壓越來越小,電流越來越大,這使得對(duì)單板電源的可靠性,穩(wěn)定性,效率,以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性要求越來越高。 本文提出了一種以AMD皓龍?zhí)幚砥鳛楹诵牡牡镀⻊?wù)器供電系統(tǒng)的解決方案。首先根據(jù)單板芯片以及外圍電路的功耗需求,設(shè)計(jì)出一種基于ATCA規(guī)范的系統(tǒng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 其次根據(jù)系統(tǒng)電源技術(shù)指標(biāo)要求,對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊提出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。主要包括緩啟模塊、Buck型開關(guān)電源模塊、LDO模塊、STB電源模塊以及電源管理模塊。其中Buck型開關(guān)電源模塊為關(guān)鍵芯片以及相關(guān)電路提供所需電壓,是本文研究重點(diǎn),包括以TPS40071為核心的降壓模塊和VRM(電壓調(diào)節(jié)模塊)電路。本文中TPS模塊采用電流型PWM控制方式,通過電壓反饋環(huán)和電流反饋環(huán)的雙環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成反饋環(huán)路,相對(duì)于傳統(tǒng)的電壓型控制方式具有更高的穩(wěn)定性和負(fù)載變化時(shí)的快速響應(yīng)特性。根據(jù)CPU電源需求特點(diǎn),本文提出了一種基于HIP6301的并聯(lián)模式下的多相控制開關(guān)電源方案來實(shí)現(xiàn)VRM電路,在滿足CPU低電壓,大電流需求的同時(shí),可以提高負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。 由于單板電源種類繁多,各個(gè)芯片對(duì)電源時(shí)序的要求各不相同,所以本文對(duì)單板電源時(shí)序進(jìn)行了論述,通過南橋電源監(jiān)控單元和邏輯模塊來控制單板上電時(shí)序。 最后,通過搭建測試環(huán)境,對(duì)主要開關(guān)電源模塊性能進(jìn)行測試,包括轉(zhuǎn)換效率以及精度測試、紋波測試、驅(qū)動(dòng)測試以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)測試等,測試結(jié)果滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TP303.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究目的及其意義
    1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
    1.3 課題來源與論文結(jié)構(gòu)
第2章 BA22服務(wù)器電源總體設(shè)計(jì)
    2.1 ATCA標(biāo)準(zhǔn)
    2.2 刀片服務(wù)器
    2.3 服務(wù)器單板概述
        2.3.1 BA22刀片服務(wù)器功能
        2.3.2 關(guān)鍵器件選擇
        2.3.3 BA22服務(wù)器總體架構(gòu)
    2.4 系統(tǒng)電源功耗需求
    2.5 系統(tǒng)電源架構(gòu)設(shè)計(jì)
第3章 BA22服務(wù)器電源模塊設(shè)計(jì)
    3.1 電源緩啟動(dòng)模塊
    3.2 48V轉(zhuǎn)12V模塊
    3.3 BUCK型開關(guān)電源模塊
        3.3.1 穩(wěn)壓原理概述
        3.3.2 控制方式選擇
        3.3.3 元器件選型原則
        3.3.4 TPS降壓模塊
        3.3.5 CPU電源模塊
    3.4 LDO電源模塊
    3.5 STB電源模塊
第4章 BA22服務(wù)器電源時(shí)序設(shè)計(jì)
    4.1 電源上電流程設(shè)計(jì)
    4.2 功能實(shí)現(xiàn)以及仿真
        4.2.1 邏輯模塊信號(hào)說明
        4.2.2 邏輯模塊功能仿真
第5章 BA22服務(wù)器電源性能測試
    5.1 效率以及穩(wěn)壓精度測試
    5.2 紋波噪聲測試
    5.3 上電以及驅(qū)動(dòng)波形測試
    5.4 動(dòng)態(tài)特性測試
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄一:TPS降壓模塊原理圖
附錄二:CPU模塊電源原理圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭春龍;徐德鴻;;電壓調(diào)整模塊(VRM)拓?fù)渚C述[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年12期

2 孫婉勝,張海梁;基于電力電子開關(guān)的整流電路諧波濾除法研究[J];電力電子技術(shù);2005年04期

3 甘明;李曉莉;;同步Buck型開關(guān)電源紋波電壓抑制方法[J];電力電子技術(shù);2007年05期

4 邱善勤;王常青;鄭瑜;;刀片服務(wù)器技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)分析[J];信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2006年11期

5 許幸;何杞鑫;王英;;新型高效同步整流式DC-DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計(jì)[J];電子器件;2006年03期

6 陳東坡;何樂年;嚴(yán)曉浪;;一種低靜態(tài)電流、高穩(wěn)定性的LDO線性穩(wěn)壓器[J];電子與信息學(xué)報(bào);2006年08期

7 華偉;通信開關(guān)電源的五種PWM反饋控制模式研究[J];通信電源技術(shù);2001年02期

8 Jeff Munch;PICMG3.0規(guī)范——先進(jìn)的通信計(jì)算機(jī)架構(gòu)(ATCA)[J];通訊世界;2003年08期

9 朱志甫;閆喜義;王仁波;;新型高性能開關(guān)電源電壓型PWM比較器[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2008年12期

10 田凌生;;模擬開關(guān)型防抖動(dòng)電路[J];電子元器件應(yīng)用;2002年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 脫立芳;降壓型PWM DC-DC開關(guān)電源技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2839370