[发明专利]开关降压电源及其散热系统

说明书

本公开提供了一种开关降压电源，包括：开关电源芯片；N个上MOS管，N>1，所述N个上MOS管为并联连接，对于每一个上MOS管：其栅极连接到开关电源芯片的HDRV管脚；源极连接到开关电源芯片的SW管脚；漏极连接到电源板的电源输入端；M个下MOS管，M>＝1，当M>1时并联连接，对于每一个下MOS管：其栅极连接到开关电源芯片的LDRV管脚；源极连接到电源板的地输入端；漏极连接到开关电源芯片的SW管脚；其中，上MOS管和下MOS管状态相反，分别处于导通或截至状态中的一种，且N>M。本公开的开关降压电源转化效率较高，MOS管使用寿命长久，并具有良好的散热性能。

技术领域

本公开涉及超算计算机电源领域，尤其涉及一种开关降压电源及其散热系统。

背景技术

超算计算机的算力强大，单台机器有接近上千瓦的功率，发热巨大。温度过高对元器件使用寿命和能量转化效率都有不利影响。因此，根据超算计算机的特殊结构，在有限的空间利用分立元器件做电源板，追求良好的散热，高可靠性和高电源转化效率是研究的重点。

目前，市面的PWM方式DC-DC降压电源通用设计中，作为开关作用的上、下MOS管数量相等，或者下MOS管数量多于上MOS管，这是因为目前的大多PWM开关电源输入电压和输出电压压差较大，导致占空比较小，下MOS管开通时间较长，承受压力更大，所以下MOS管的数量会多于上MOS管。而许多超算计算机芯片采用串联取电，需求电压可以达到10V以上，PWM电源模块的输入电压是稳定的直流电12V，因此占空比很高，所以采用市面的PWM方式DC-DC降压电源通用设计时上MOS管开通时间较长，压力较大，散热困难。因此，目前通用设计并不适用超算计算机。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种开关降压电源及其散热系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种开关降压电源，包括：开关电源芯片；N个上MOS管，N>1，所述N个上MOS管为并联连接，对于每一个上MOS管：其栅极连接到开关电源芯片的HDRV管脚；其源极连接到开关电源芯片的SW管脚；其漏极连接到电源板的电源输入端；M个下MOS管，M>＝1，当M>1时并联连接，对于每一个下MOS管：其栅极连接到开关电源芯片的LDRV管脚；其源极连接到电源板的地输入端；其漏极连接到开关电源芯片的SW管脚；其中，上MOS管和下MOS管状态相反，分别处于导通或截至状态中的一种，且N>M。

在本公开一些实施例中，所述上MOS管的数量N是下MOS管数量M的两倍。

在本公开一些实施例中，N＝2，M＝1。

在本公开一些实施例中，N个上MOS管和M个下MOS管二者同时控制使整个电路的输出电压为9～11V。

在本公开一些实施例中，所述的开关降压电源，还包括：输入电容组，包括一个电容或并联的至少两个电容，该输入电容组的两端分别连接到电源板的电源输入端以及地输入端；输出电容组，包括一个电容或并联的至少两个电容，该输出电容组的两端分别连接到电源板的电源输出端以及地输入端；输出电感，两端分别连接开关电源芯片的SW管脚以及电源板的电源输出端。

根据本公开的另一个方面，提供了一种开关降压电源的散热系统，用于对所述的开关降压电源进行散热，包括：电源板，其上设置有开关电源芯片、输入电容组、输出电容组、输出电感、上MOS管和下MOS管；其中，所述输入电容组、输出电容组和输出电感设置在电源板上表面，上MOS管、下MOS管设置在电源板下表面，且位于输出电感和输入电容正下方。

在本公开一些实施例中，在所述电源板上的上MOS管和/或下MOS管四周预留散热装置固定孔。