电压变换装置、控制方法及服务器主板与流程

本申请实施例涉及电力电子领域，尤其涉及一种电压变换装置、控制方法及服务器主板。

背景技术：

1、为了适应高压输入场景，现有的直流/直流(direct current to directcurrent，dc/dc)模块常常采用输入侧串联输出侧并联(input series output parallel，isop)的拓扑。多个电路模块在进行isop的组合时产生的输出纹波往往较大，需要通过添加大容量输出电容的方式进行滤波。如此，使得dc/dc模块的功率密度降低，且增加了额外的成本。因此，如何能够减小dc/dc模块的输出纹波且不增加模块的功率密度成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种电压变换装置、控制方法及服务器主板，能够有效降低多个siop组合时总输出电流的纹波。

2、第一方面，本申请提供一种电压变换装置，电压变换装置用于将直流输入电压转换为直流输出电压，电压变换装置包括控制模块及n个电路模块，n为大于等于2的整数，每一电路模块包括开关桥臂，每一开关桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，n个电路模块的输入侧串联且输出侧并联；控制模块用于向每一上桥臂开关管输出第一驱动信号，及向每一下桥臂开关管输出第二驱动信号；其中，n个第一驱动信号之间相位交错，n个第二驱动信号之间相位交错，使得n个电路模块的输出电流错相叠加。

3、可以理解，本申请的通过改变开关管的驱动信号的相位，实现电压变换装置不同电路模块输出电流的错相叠加、互相抵消，进而降低总输出电流的纹波。且本实施例无需额外增加大容量的输出电容，提高了电压变换装置的功率密度。

4、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，n个电路模块构成j个错相组，每一错相组内包括k个电路单元，其中，j为大于等于2的整数、k为大于等于1的整数；每一错相组内的k个电路单元收到的k个第一驱动信号之间的相位一致，每一错相组内的k个电路单元收到的k个第二驱动信号之间的相位一致；j个不同的错相组的电路单元收到的第一驱动信号之间相位交错，j个不同的错相组的电路单元收到的第二驱动信号之间相位交错。

5、可以理解，由于对同一错相组内的上桥臂开关管输出的第一驱动信号的相位一致，对同一错相组内的下桥臂开关管输出第二驱动信号的相位一致，因此通过对电路单元分组可以减少控制模块输出的驱动信号的数量，减小控制电路制作的成本。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，j个不同的错相组的电路单元收到的第一驱动信号之间的相位依次间隔为π/j°，j个不同的错相组的电路单元收到的第二驱动信号之间的相位依次间隔为π/j°。

7、可以理解，由于上桥臂开关管和下桥臂开关管的相位差为180°，将多个第一驱动信号，或多个第二驱动信号，之间的相位差限制在180°，能够提升多个电路单元的输出电流错相叠加的效果，以得到较低输出纹波的总输出电流。

8、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当j＝3时，3个不同的错相组的电路单元收到的第一驱动信号之间的相位依次间隔为120°，j个不同的错相组的电路单元收到的第二驱动信号之间的相位依次间隔为120°。

9、可以理解，当错相组的组数为3时，每3个第一驱动信号，或第二驱动信号，之间相位间隔120°，能够提高变压器原边绕组的等效工作频率，降低原边的输入电容的纹波电流

10、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，每一电路模块的输入侧包括第一输入端及第二输入端、每一电路模块的输出侧包括第一输出端及第二输出端；将n个电路模块按照与输入电压源的正端的距离由近至远排序为第1个至第n个电路模块；第1个电路模块的第一输入端连接输入电压源的正端，第n个电路模块的第二输入端连接输入电压源的负端；n个电路模块中第n个模块的第二输入端连接第n+1个模块的第一输入端，其中n包括1至n-1中每一个正整数，且n包括1和n-1；n个电路模块中的第一输出端相连接，n个电路模块中的第二输出端相连接。

11、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置包括n个输入电容，每一电路模块的第一输入端与第二输入端之间设置有1个输入电容。

12、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，n个电路模块中的上桥臂开关管和下桥臂开关管的开关频率一致。

13、第二方面，本申请还提供一种电压变换装置的控制方法，电压变换装置用于将直流输入电压转换为直流输出电压，电压变换装置包括n个电路模块，n为大于等于2的整数，每一电路模块包括开关桥臂，每一开关桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，n个电路模块的输入侧串联且输出侧并联，电压变换装置的控制方法包括：向n个电路模块中上桥臂开关管分别输出第一驱动信号，n个第一驱动信号之间相位交错；及向n个电路模块中下桥臂开关管分别输出第二驱动信号，n个第二驱动信号之间相位交错。

14、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，n个电路模块构成j个错相组，每一错相组内包括k个电路单元，其中，j为大于等于2的整数、k为大于等于1的整数，且j×k＝n，方法包括：向j个不同的错相组内的电路单元输出相位交错的第一驱动信号；向j个不同的错相组内的电路单元输出相位交错的第二驱动信号；其中，向每一错相组内的k个电路单元输出的k个第一驱动信号的相位一致的，向每一错相组内的k个电路单元输出的k个第二驱动信号的相位一致的。

15、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，方法包括：向j个不同的错相组内的电路单元输出相位依次间隔为π/j°的第一驱动信号；及向j个不同的错相组内的电路单元输出相位依次间隔为π/j°的第二驱动信号。

16、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，j＝3，方法包括：向3个不同的错相组内的电路单元输出相位依次间隔为120°的第一驱动信号；及向j个不同的错相组内的电路单元输出相位依次间隔为120°的第二驱动信号。

17、第三方面，本申请还提供一种服务器主板，服务器主板包括电压变换装置和电压转换器。电压变换装置用于将直流输入电压转换为直流输出电压，电压变换装置包括控制模块及n个电路模块，n为大于等于2的整数，每一电路模块包括开关桥臂，每一开关桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，n个电路模块的输入侧串联且输出侧并联，控制模块用于向每一上桥臂开关管输出第一驱动信号，及向每一下桥臂开关管输出第二驱动信号，其中，n个第一驱动信号之间相位交错，n个第二驱动信号之间相位交错，使得n个电路模块的输出电流错相叠加。电压转换器用于将直流输出电压转换为负载所需的电压。

18、另外，第二方面至第三方面中任一种可能的实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种电压变换装置，所述电压变换装置用于将直流输入电压转换为直流输出电压，所述电压变换装置包括控制模块及n个电路模块，n为大于等于2的整数，每一所述电路模块包括开关桥臂，每一所述开关桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，其特征在于，

2.如权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，所述n个电路模块构成j个错相组，每一所述错相组内包括k个所述电路单元，其中，j为大于等于2的整数、k为大于等于1的整数；

3.如权利要求2所述的电压变换装置，其特征在于，j个不同的所述错相组的所述电路单元收到的第一驱动信号之间的相位依次间隔为π/j°，j个不同的所述错相组的所述电路单元收到的第二驱动信号之间的相位依次间隔为π/j°。

4.如权利要求2所述的电压变换装置，其特征在于，当j＝3时，3个不同的所述错相组的所述电路单元收到的第一驱动信号之间的相位依次间隔为120°，j个不同的所述错相组的所述电路单元收到的第二驱动信号之间的相位依次间隔为120°。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电压变换装置，其特征在于，每一所述电路模块的输入侧包括第一输入端及第二输入端、每一所述电路模块的输出侧包括第一输出端及第二输出端；

6.如权利要求5所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置包括n个输入电容，每一所述电路模块的所述第一输入端与所述第二输入端之间设置有1个所述输入电容。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电压变换装置，其特征在于，所述n个电路模块中的所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管的开关频率一致。

8.一种电压变换装置的控制方法，所述电压变换装置用于将直流输入电压转换为直流输出电压，所述电压变换装置包括n个电路模块，n为大于等于2的整数，每一所述电路模块包括开关桥臂，每一所述开关桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，所述n个电路模块的输入侧串联且输出侧并联，其特征在于，所述方法包括：

9.如权利要求8所述的方法，所述n个电路模块构成j个错相组，每一所述错相组内包括k个所述电路单元，其中，j为大于等于2的整数、k为大于等于1的整数，且j×k＝n，其特征在于，所述方法包括：

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

11.如权利要求9所述的方法，j＝3，其特征在于，所述方法包括：

12.一种服务器主板，其特征在于，所述服务器主板包括：

技术总结
本申请实施例公开一种电压变换装置、控制方法及服务器主板。该电压变换装置包括控制模块及N个电路模块，N为大于等于2的整数。每一电路模块包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管。N个电路模块的输入侧串联且输出侧并联。控制模块用于向每一上桥臂开关管输出第一驱动信号，及向每一下桥臂开关管输出第二驱动信号，其中，N个第一驱动信号之间相位交错，N个第二驱动信号之间相位交错，使得N个电路模块的输出电流错相叠加。本申请通过改变开关管的驱动信号的相位，实现电压变换装置不同电路模块输出电流的错相叠加、互相抵消，进而降低总输出电流的纹波。

技术研发人员：张希俊,高超
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13