电压调节装置和电压调节方法与流程

1.本技术涉及电子技术领域，特别是涉及一种电压调节装置和电压调节方法。


背景技术：

2.随着处理器运算性能的提升，处理器的运算功率也越来越大，导致处理器的功耗也持续增加，因此，对处理器电源的供电要求也越来越高。
3.当前的处理器供电方案是通过将输入的48v电压转换为12v电压，再将12v电压经过电源转换，转换为满足处理器使用的1v电压、电流峰值接近300a的电流至处理器为处理器供电。
4.然而，传统的处理器供电方法，输入的48v电压经过多相电源的转换存在损耗较大的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小48v电压在转换过程中损耗的电压调节装置和电压调节方法。
6.第一方面，一种电压调节装置，所述电压调节装置包括：控制器和至少一个功率模块，所述控制器的输出端分别与各所述功率模块的输入端连接；其中，
7.所述控制器，用于向各所述功率模块发送对应的脉冲宽度调制信号；
8.各所述功率模块，用于根据所述脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节，以使各所述功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
9.在其中一个实施例中，各所述功率模块还用于将各所述功率模块的运行状态参数发送给所述控制器；
10.所述控制器，还用于根据各所述运行状态参数调节所述脉冲宽度调制信号。
11.在其中一个实施例中，所述运行状态参数包括所述功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个。
12.在其中一个实施例中，所述功率模块包括温度传感器，所述温度传感器用于采集所述温度值，并将所述温度值发送给所述控制器。
13.在其中一个实施例中，所述功率模块包括电流传感器，所述电流传感器用于采集所述输出电流值，并将所述输出电流值发送给所述控制器。
14.在其中一个实施例中，所述功率模块包括电压采集模块，所述电压采集模块用于采集所述功率模块的输出电压，并将所述功率模块的输出电压发送给所述控制器。
15.在其中一个实施例中，所述电压调节装置还包括与各所述功率模块连接的电源输入模块，所述电源输入模块用于向各所述功率模块提供所述输入电压。
16.在其中一个实施例中，所述功率模块的数量与所述功率模块连接的处理器的负载相关。
17.在其中一个实施例中，所述控制器所支持的协议与所述处理器的类型相适配。
18.第二方面，一种电压调节方法，所述方法包括：
19.接收控制器发送的脉冲宽度调制信号；
20.根据所述脉冲宽度调制信号对功率模块的输入电压进行调节，以使所述功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
21.在其中一个实施例中，所述方法还包括：
22.获取所述功率模块的运行状态参数；所述运行状态参数包括所述功率模块的温度值、所述功率模块的输出电流值和所述功率模块的输出电压中的至少一个；
23.将所述运行状态参数发送给所述控制器，以使所述控制器根据所述运行状态参数调节所述脉冲宽度调制信号。
24.上述电压调节装置和电压调节方法，电压调节装置包括控制器和至少一个功率模块，通过控制器能够向各功率模块发送对应的脉冲宽度调制信号，进而可以使各功率模块根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节，以使各功率模块的输出电压满足处理器的供电电压，这样通过控制器发送的脉冲宽度调制信号就能够使功率模块对自身的输入电压进行调节，无需再经过多相电源的转换，从而降低电压在转换过程中的损耗。
附图说明
25.图1为一个实施例中电压调节装置的结构框图；
26.图2为另一个实施例中电压调节装置的结构框图；
27.图3为另一个实施例中电压调节装置的结构框图；
28.图4为另一个实施例中电压调节装置的结构框图；
29.图5为一个实施例中电压调节方法的流程示意图；
30.图6为另一个实施例中电压调节方法的流程示意图；
31.图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
32.附图标记说明：
33.控制器：10；
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功率模块：20；
34.温度传感器：201；
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电流传感器：202；
35.电压采集模块：203；
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电源输入模块30。
具体实施方式
36.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
37.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电压调节装置，包括：控制器10和至少一个功率模块20，控制器10的输出端分别与各功率模块20的输入端连接；其中，控制器10，用于向各功率模块20发送对应的脉冲宽度调制信号；各功率模块20，用于根据脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节，以使各功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
38.其中，上述电压调节装置用于向处理器输出满足处理器的供电电压。可选的，上述处理器可以为中央处理器(central processing unit,cpu)、图形处理器(graphics processing unit,gpu)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array,fpga)和ai
处理器中的任意一种。
39.具体地，上述电压调节装置包括控制器10和至少一个功率模块20，各功率模块20间为并联连接，控制器10向各功率模块20发送对应的脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)信号，各功率模块20接收到控制器10发送的脉冲宽度调制信号后，根据接收到的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压进行调节，以使各功率模块20的输出电压满足处理器的供电电压。可选的，各功率模块20可以根据接收到的脉冲宽度调制信号中的占空比对自身的输入电压进行调节。可选的，满足处理器的供电电压的范围可以为0.8v
‑
2v，功率模块输出的最大电流值可以为600a。示例性地，以电压调节装置包括四个功率模块为例，控制器10的输出端分别与这四个功率模块20的输入端连接，控制器10分别向这四个功率模块发送脉冲宽度调制信号，即控制器10向第一功率模块发送第一pwm信号，向第二功率模块发送第二pwm信号，向第三功率模块发送第三pwm信号，向第四功率模块发送第四pwm信号，第一功率模块根据第一pwm信号对其输入电压进行调节，第二功率模块根据第二pwm信号对其输入电压进行调节，第三功率模块根据第三pwm信号对其输入电压进行调节，第四功率模块根据第四pwm信号对其输入电压进行调节。这里需要说明的是，各功率模块的输入电压为根据实际需求对供电电源的电压进行分配所得到的。
40.上述电压调节装置中，电压调节装置包括控制器和至少一个功率模块，通过控制器能够向各功率模块发送对应的脉冲宽度调制信号，进而可以使各功率模块根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节，以使各功率模块的输出电压满足处理器的供电电压，这样通过控制器发送的脉冲宽度调制信号就能够使功率模块对自身的输入电压进行调节，无需再经过多相电源的转换，从而降低电压在转换过程中的损耗。
41.在上述各功率模块根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节的场景中，该脉冲宽度调制信号可以是控制器根据功率模块的运行状态参数调节后的脉冲宽度调制信号，在一个实施例中，请继续参见图1，上述各功率模块20还用于将各功率模块20的运行状态参数发送给控制器10；控制器10，还用于根据各运行状态参数调节上述脉冲宽度调制信号。
42.具体地，上述各功率模块20根据接收到的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压进行调节的过程中，还会将自身的运行状态参数发送给控制器10，控制器10还用于根据各功率模块20发送的运行状态参数调节各功率模块20对应的脉冲宽度调制信号。可选的，上述运行状态参数包括功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个，也就是，各功率模块可以将自身的温度值、输出电流值和输出电压中的任意一个发送给控制器，控制器根据功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的任意一个调节上述脉冲宽度调制信号，或者，各功率模块也可以将自身的温度值和输出电流值发送给控制器，控制器根据功率模块的温度值和输出电流值调节上述脉冲宽度调制信号，或者，各功率模块也可以将自身的温度值和输出电压值发送给控制器，控制器根据功率模块的温度值和输出电压值调节上述脉冲宽度调制信号，或者，各功率模块也可以将自身的输出电流值和输出电压发送给控制器，控制器根据功率模块的输出电流值和输出电压调节上述脉冲宽度调制信号。
43.本实施例中，电压调节装置的各功率模块将自身的运行状态参数发送给控制器，控制器能够根据各功率模块的运行状态参数对发送的脉冲宽度调制信号进行调节，这样能够使得控制器发送的脉冲宽度调制信号更加准确，能够使各功率模块根据调节后的脉冲宽
度调制信号对自身的输入电压进行更加准确调节；进一步地，各功率模块发送给控制器的运行状态参数包括功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个，能够使控制器根据功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个对脉冲宽度调制信号进行调节，灵活多变，使控制器对脉冲宽度调制信号的调节具有较高的灵活性。
44.在上述功率模块的运行状态参数包括功率模块的温度值的场景中，在一个实施例中，如图2所示，上述功率模块20包括温度传感器201，温度传感器201用于采集温度值，并将温度值发送给控制器。
45.具体地，功率模块20在根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压进行调节的过程中，功率模块20的温度值将会发生变化，在本实施例中，上述功率模块20包括温度传感器201，温度传感器201可以采集功率模块的温度值，并将采集到的温度值发送给控制器10，以使控制器10能够根据功率模块的温度值对发送的脉冲宽度调制信号进行调节。可选的，控制器10可以根据功率模块的温度值对脉冲宽度调制信号的占空比进行调节。可选的，温度传感器201可以为热电偶传感器、热敏电阻传感器、电阻温度检测器和ic温度传感器中的任意一种。这里需要说明的是，本技术中电压调节装置的功率模块20包括有多个，各功率模块将分别采集自身的温度值，并将采集到的温度值发送给控制器10。
46.本实施例中，电压调节装置的功率模块包括的温度传感器，能够对功率模块的温度值进行采集，并将采集到的温度值发送给控制器，使得控制器能够根据功率模块的温度值对脉冲宽度调制信号进行准确地调节，从而能够使功率模块更加准确地调节自身的输出电压以使其满足处理器的供电电压；另外，控制器根据功率模块的温度值就能够对发送的脉冲宽度调制信号进行调节，具有较高的灵活性。
47.在上述功率模块的运行状态参数包括功率模块的输出电流值的场景中，在一个实施例中，如图3所示，上述功率模块20包括电流传感器202，电流传感器202用于采集输出电流值，并将输出电流值发送给控制器10。
48.具体地，上述功率模块20在根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压调节后，自身的电流值将发生变化，在本实施例中，上述功率模块20包括电流传感器202，电流传感器202可以采集上述功率模块20的输出电流值，并将采集到的输出电流值发送给控制器10，以使控制器10能够根据功率模块20的输出电流值对发送的脉冲宽度调制信号进行调节。可选的，控制器10可以根据功率模块20的输出电流值对脉冲宽度调制信号的占空比进行调节。可选的，电流传感器202可以为电磁式电流互感器，也可以为电子式电流互感器。可选的，控制器10可以对功率模块的输出电流值进行模拟数字采样转换，经过电流均衡和电流计算得到转换后的电流值，根据转换后的电流值对脉冲宽度调制信号进行调节。
49.本实施例中，电压调节装置的功率模块包括的电流传感器，能够对功率模块的输出电流值进行采集，并将采集到的输出电流值发送给控制器，使得控制器能够根据功率模块的输出电流值对脉冲宽度调制信号进行准确地调节，从而能够使功率模块更加准确地调节自身的输出电压以使其满足处理器的供电电压；另外，控制器根据功率模块的输出电流值就能够对发送的脉冲宽度调制信号进行调节，具有较高的灵活性。
50.在上述功率模块的运行状态参数包括功率模块的输出电压的场景中，在一个实施例中，如图4所示，上述功率模块20包括电压采集模块203，电压采集模块203用于采集功率模块的输出电压，并将功率模块的输出电压发送给控制器10。
51.具体地，上述功率模块20在根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压调节后，功率模块的输出电压将发生变化，在本实施例中，上述功率模块20包括电压采集模块203，电压采集模块203可以采集上述功率模块20的输出电压，并将采集到的输出电压发送给控制器10，以使控制器10能够根据功率模块20的输出电压对发送的脉冲宽度调制信号进行调节。可选的，控制器10可以根据功率模块20的输出电压对脉冲宽度调制信号的占空比进行调节。可选的，控制器10可以对功率模块20的输出电压进行模拟数字采样转换，根据转换后的电压对脉冲宽度调制信号进行调节。
52.本实施例中，电压调节装置的功率模块包括的电压采集模块，能够对功率模块的输出电压进行采集，并将采集到的输出电压发送给控制器，使得控制器能够根据功率模块的输出电压对脉冲宽度调制信号进行准确地调节，从而能够使功率模块更加准确地调节自身的输出电压以使其满足处理器的供电电压；另外，控制器根据功率模块的输出电压就能够对发送的脉冲宽度调制信号进行调节，具有较高的灵活性。
53.在上述各功率模块根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对输入电压进行调节的场景中，各功率模块需要连接一个电源输入模块为其提供输入电压，在一个实施例中，请继续参见图4，上述电压调节装置还包括与各功率模块20连接的电源输入模块30，电源输入模块30用于向各功率模块20提供输入电压。
54.具体地，电压调节装置的电源输入模块30与各功率模块20连接，电源输入模块30向各功率模块20提供输入电压。可选的，电源输入模块30向各功率模块20提供的输入电压的电压值范围可以为40v
‑
60v。可选的，上述电压调节装置包括的功率模块的数量与功率模块连接的处理器的负载相关，例如，可以根据处理器的负载，设置1
‑
6个功率模块。可以理解的是，功率模块的数量可以根据处理器的负载灵活调节，这样能够对不同的输入电压值进行调节以使各功率模块的输出电压满足处理器的供电电压，具有较高的灵活性。
55.本实施例中，电压调节装置包括的与各功率模块连接的电源输入模块，能够向各功率模块提供输入电压，这样可以根据需求灵活地调节输入电压值，可支持多种不同的电源管理协议，从而使得该电压调节装置具有较高的灵活性。
56.在上述实施例的基础上，在一个实施例中，上述控制器10所支持的协议与处理器的类型相适配。
57.具体地，在不同的处理器设计中，存在多种不同类型的控制器，本技术中电压调节装置包括的控制器10所支持的协议与各功率模块连接的处理器的类型相适配。示例性地，对于intel(英特尔)类型的处理器控制器所支持的协议可以为svid协议，对于amd类型的处理器控制器所支持的协议可以为svi2协议，对于ibm的power系列的处理器控制器所支持的协议可以为avsbus协议。这里需要说明的是，上述控制器10的管脚定义和尺寸大小为标准的管脚定义和尺寸大小，控制器10的主要管脚定位包括电源电压、电源管理总线、电线接地端、以及与功率模块20互连的脉冲宽度调制信号、温度信号和电流输出信号等，控制器10具有的功能包括但不限于对脉冲宽度调制信号的调制、对功率模块的发送的温度值和输出电流值的侦测，同时控制器还能够保证各功率模块间的电流均衡以及电压的反馈调节。
58.本实施例中，电压调节装置的控制器所支持的协议与处理器的类型相适配，这样能够根据功率模块连接的处理器的类型，对控制器所支持的协议进行调整，具有较高的灵活性和易用性。
59.在一个实施例中，如图5所示，提供了一种电压调节方法，以该方法应用于上述电压调节装置的功率模块为例进行说明，包括以下步骤：
60.s501，接收控制器发送的脉冲宽度调制信号。
61.具体地，电压调节装置的功率模块接收控制器发送的脉冲宽度调制信号。可选的，功率模块可以通过与控制器间的无线通讯连接，接收控制器发送的脉冲宽度调制信号。这里需要说明的是，上述电压调节装置包括多个功率模块，本实施例只是以其中的一个功率模块为例进行的说明，电压调节装置中的其他功率模块的功能与本实施例中举例说明的功率模块的功能类似，本实施例在此不再赘述。
62.s502，根据脉冲宽度调制信号对功率模块的输入电压进行调节，以使功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
63.具体地，上述电压调节装置的功率模块根据控制器发送的脉冲宽度调制信号对自身的输入电压进行调节，以使功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。可选的，功率模块可以根据控制器发送的脉冲宽度调制信号中的占空比对自身的输入电压进行调节。可选的，满足处理器的供电电压的范围可以为0.8v
‑
2v，支持的最大电流值可以为600a。
64.上述电压调节方法，电压调节装置的功率模块能够接收控制器发送的脉冲宽度调制信号，进而可以根据接收到的脉冲宽度调制信号对功率模块的输入电压进行调节，以使功率模块的输出电压满足处理器的供电电压，这样通过控制器发送的脉冲宽度调制信号就能够使功率模块对自身的输入电压进行调节，无需再经过多相电源的转换，从而降低电压在转换过程中的损耗。
65.在上述功率模块接收控制器发送的脉冲宽度调制信号的场景中，功率模块接收到的脉冲宽度调制信号可以为调节后的脉冲宽度调制信号，在上述实施例的基础上，在一个实施例中，如图6所示，上述方法还包括：
66.s601，获取功率模块的运行状态参数；运行状态参数包括功率模块的温度值、功率模块的输出电流值和功率模块的输出电压中的至少一个。
67.具体地，功率模块获取自身的运行状态参数，其中，功率模块的运行状态参数包括功率模块的温度值、功率模块的输出电流值和功率模块的输出电压中的至少一个。可选的，功率模块可以通过自身包括的温度传感器获取自身的温度值，通过自身包括的电流传感器获取自身的输出电流值，通过自身包括的电压采集模块获取自身的输出电压。
68.s602，将运行状态参数发送给控制器，以使控制器根据运行状态参数调节脉冲宽度调制信号。
69.具体地，功率模块将获取的自身的运行状态参数发送给电压调节装置的控制器，以使控制器根据功率模块自身的运行状态参数调节发送的脉冲宽度调制信号。可选的，控制器根据功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的任意一个调节上述脉冲宽度调制信号，或者，控制器也可以根据功率模块的温度值和输出电流值调节上述脉冲宽度调制信号，或者，控制器也可以根据功率模块的温度值和输出电压值调节上述脉冲宽度调制信号，或者，控制器也可以根据功率模块的输出电流值和输出电压调节上述脉冲宽度调制信号。
70.本实施例中，功率模块将自身的运行状态参数发送给控制器，使得控制器能够根据功率模块的运行状态参数对发送的脉冲宽度调制信号进行调节，这样能够使得控制器发送的脉冲宽度调制信号更加准确，能够使功率模块根据调节后的脉冲宽度调制信号对自身
的输入电压进行更加准确调节；进一步地，功率模块发送给控制器的运行状态参数包括功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个，能够使控制器根据功率模块的温度值、输出电流值和输出电压中的至少一个对脉冲宽度调制信号进行调节，灵活多变，使控制器对脉冲宽度调制信号的调节具有较高的灵活性。
71.应该理解的是，虽然图5
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6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5
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6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
72.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种xxx方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
73.本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
74.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
75.接收控制器发送的脉冲宽度调制信号；
76.根据脉冲宽度调制信号对功率模块的输入电压进行调节，以使功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
77.上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
78.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
79.接收控制器发送的脉冲宽度调制信号；
80.根据脉冲宽度调制信号对功率模块的输入电压进行调节，以使功率模块的输出电压满足处理器的供电电压。
81.上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
82.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机
可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
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only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
83.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
84.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。