[发明专利]串联供电电路、系统和方法

说明书

本发明实施例提供了一种串联供电电路，其特征在于，包括：第一供电单元，所述第一供电单元并联连接，用于提供第一供电电压；第二供电单元，所述第二供电单元串联连接，用于提供第二供电电压；电源单元，为所述第一供电单元和所述第二供电单元提供供电电压；待供电单元，所述待供电单元具有第一供电单元接入端接受所述第一供电单元提供的供电电压。达到了在电源转换效率上明显优于目前业界传统的并联和串联供电架构的目的，同时降低了电路整体供电电流，进一步简化了供电电路，节省了器件的物料成本。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片的电源供电技术，特别是涉及一种串联供电电路、系统和方法。

背景技术

随着云计算和服务器级别的大规模计算持续快速发展，以及全球对环境保护和节能意识的提升，能源使用效率变成了在硬件计算体系里一个非常重要的指标。

目前基于大规模集成电路的计算设备采用传统并联电源架构存在电流过大、能源使用效率低等显著缺点，并且增加了芯片电路设计的要求和生产设计的成本。随着半导体工艺的发展，芯片的工作电源电压越来越低，工作电流越来越大，为了最大化电源的转换效率，现有技术在印刷电路板(PCB)上开始采取芯片串联的供电方式，即多组芯片采用相互串联的方式，在电源输入端和接地端之间形成多级串联的电压域。这种串联供电架构可以有效地减小电路整体供电电流，提高电源转换效率，并且可以降低电源转换部分电路器件的成本。

但是，在计算机、服务器、显卡或其他集成计算阵列中，在基于CPU/GPU的计算架构下使用这种串联供电架构还存在一些难点。现有的计算架构下，有两个不同电压的主电压源都存在较大的电流，例如VDD和VDDQ，现有的串联供电架构无论是以VDD还是VDDQ作为电源主路径，都无法同时对两个电源路径进行串联供电。这是因为VDD和VDDQ存在固定的电压差，如果两个电压在某一级上电压可以协同，那就意味着在这一级的上一级或下一级两者的电压肯定无法正好配合给芯片供电。

因此，有必要设计一种新的优化的串联供电方案，来进一步减少集成电路整体的供电电流，提升电源转换效率，降低电路器件成本。

发明内容

发明要解决的课题

因为VDD和VDDQ存在固定的电压差，因此现有的串联供电架构无法同时对两个电源路径进行串联供电。同时，现有技术的串联供电架构还存在电源转换效率低、电路整体供电电流高、供电电路复杂等问题。

本发明是鉴于现有技术存在的上述问题而做出的，其目的在于提供一种充分利用CPU/GPU计算架构下两个大电流电源的电压特点，通过将两个大电流的主电源中电压较高者作为待供电单元的串联供电主路径，在每一级通过对主路径上的输入电压进行直流电压转换来生成另一供电电压，从而达到在电源转换效率上明显优于目前业界传统的并联和串联供电架构，并且同时降低电路整体供电电流，简化了供电电路，节省了器件的物料成本。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明的一方面提供了一种串联供电电路，其特征在于，包括：第一供电单元，所述第一供电单元并联连接，用于提供第一供电电压；第二供电单元，所述第二供电单元串联连接，用于提供第二供电电压；电源单元，为所述第一供电单元和所述第二供电单元提供供电电压；待供电单元，所述待供电单元具有第一供电单元接入端接受所述第一供电单元提供的供电电压。

优选地，根据前述的串联供电电路，其特征在于，所述第一供电单元的电压大于所述第二供电单元。

优选地，根据前述的串联供电电路，其特征在于，所述电源单元包括第一电源单元和第二电源单元，所述第一电源单元和第二电源单元分别包括电源输入端和电源输出端，所述电源输入端连接到外部电源；所述第一电源单元与所述第一供电单元串联连接，所述第二电源单元与所述第二供电单元串联连接。

优选地，根据前述的串联供电电路，其特征在于，所述待供电单元为包括一个以上串联连接的待供电对象的待供电对象组。