姚信安，宋 飞，胡世平

（1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082）；2.国防科学技术大学计算机学院，湖南 长沙 410073）

1 引言

高性能计算机是衡量一个国家科技创新能力和综合国力的重要标志，主要应用于石油勘探、高端装备制造、生物医药、动漫设计、新能源、新材料、工程设计与仿真、气象预报、金融风险分析等领域。

高性能计算机系统对供电电源的要求非常苛刻。单板供电电压种类多达十几种，最高电压稳定度为±1%，最低输出纹波要求为10mV，最大动态响应能力高达数百安培每微秒，所有插件板均要求能够热插拔和热更换，可靠性要求非常高。针对这些特殊要求，本文采用12V母线直流分布式供电系统设计了某高性能计算机的全部电源。详细介绍了计算机柜的总体设计方案和其中最关键的计算主板电源设计，并对计算主板上的关键电源电路参数进行了具体的计算和分析。

2 总体设计

某高性能计算机由N 个机柜组成，其中包含计算机柜和互连通信机柜。在电气上每个机柜相互独立，机柜之间采用光纤实现数据通信。互连通信机柜相对比较简单，本文重点介绍计算机柜的电源设计。

图1示出了单个计算机柜的电源设计框图。

Figure 1 Block diagram of power supply for computing cabinet图1 计算机柜电源设计框图

每个计算机柜分为四个独立的单元，采用12 V 母线直流分布式供电方式。交流380V 电压首先进入到位于机柜侧壁的电源分配单元（PDU）中，PDU 上有数十个电压输出端口，通过电缆连接到一次电源模块的输入端口中。……