在一些实施例中,电源可包括:功率因子校正(PFC)电路,用于接收输入电压信号以及提供中间PFC输出电压信号,该PFC电路至少包括第一PFC级和第二PFC级;转换器电路,用于将中间PFC输出电压信号转换成输出电压信号,该转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级;以及控制电路,用于监视输入电压信号、中间PFC输出电压信号、以及输出电压信号中的至少一个,以及基于所监视的信号在第一PFC级与第一转换器级以及第二PFC级与第二转换器级的相应对之间切换。例如,第一PFC级与第一转换器级可在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,并且第二PFC级与第二转换器级在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。公开了其它的实施例并对其主张权利。
1.一种电源,包括:功率因子校正(PFC)电路,用于接收输入电压信号以及提供中间PFC输出电压信号,所述PFC电路至少包括第一PFC级和第二PFC级;转换器电路,用于将所述中间PFC输出电压信号转换成输出电压信号,所述转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级;以及控制电路,用于监视所述输入电压信号、所述中间PFC输出电压信号、以及所述输出电压信号中的至少一个,以及基于所监视的信号在所述第一PFC级与第一转换器级以及所述第二PFC级与所述第二转换器级的相应对之间切换,其中成对的第一PFC级与第一转换器级在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,并且成对的第二PFC级与第二转换器级在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。
2.如权利要求1所述的电源,其特征在于,所述第一PFC级对应于低功率PFC级,所述第二PFC级对应于高功率PFC级,并且所述控制电路包括PFC级控制电路,所述PFC级控制电路耦合至所述中间PFC输出电压信号以及用于监视输出PFC级电流的第一传感器,其中所述PFC级控制电路被配置成基于所述第一传感器的输出与第一阈值信号在所述低功率PFC级与所述高功率PFC级之间切换。
3.如权利要求2所述的电源,其特征在于,所述转换器电路包括直流至直流(DC/DC)转换器,并且所述第一转换器级对应于低功率DC/DC级,所述第二转换器级对应于高功率DC/DC级,并且所述控制电路包括DC/DC级控制电路,所述DC/DC级控制电路耦合至所述输出电压信号以及用于监视所述DC/DC级输出电流的第二传感器,并且所述DC/DC级控制电路被配置成基于所述第二传感器的输出和第二阈值信号在所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级之间切换。
4.如权利要求3所述的电源,其特征在于,所述DC/DC级控制电路被配置成在所述低功率DC/DC级活跃时禁用所述高功率DC/DC级,并且在所述高功率DC/DC级活跃时禁用所述低功率DC/DC级。
5.如权利要求3所述的电源,其特征在于,所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级共享滤波器组件。
6.如权利要求4所述的电源,其特征在于,所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级共享散热器。
7.如权利要求4所述的电源,其特征在于,所述低功率DC/DC级包括第一输出滤波电感器,而所述高功率DC/DC级包括第二输出滤波电感器,并且所述第一和第二输出滤波电感器被配置成被磁耦合。
8.一种操作电源的方法,包括:在功率因子校正(PFC)电路处接收输入电压信号,并且提供中间PFC输出电压信号,所述PFC电路至少包括第一PFC级和第二PFC级;用转换器电路将所述中间PFC输出电压信号转换成输出电压信号,所述转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级;监视所述输入电压信号、所述中间PFC输出电压信号、以及所述输出电压信号中的至少一个;以及基于所监视的信号,在所述第一PFC级与第一转换器级以及所述第二PFC级与所述第二转换器级的相应对之间切换,其中成对的第一PFC级与第一转换器级在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,并且成对的第二PFC级与第二转换器级在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。
9.如权利要求8所述的操作电源的方法,其特征在于,所述第一PFC级对应于低功率PFC级,所述第二PFC级对应于高功率PFC级,并且所述控制电路包括耦合至第一传感器的PFC级控制电路,所述方法还包括:监视所述中间PFC输出电流信号;以及基于所述第一传感器的输出与第一阈值信号,在所述低功率PFC级与所述高功率PFC级之间切换。
10.如权利要求9所述的操作电源的方法,其特征在于,所述转换器电路包括直流至直流(DC/DC)转换器,并且所述第一转换器级对应于低功率DC/DC级,所述第二转换器级对应于高功率DC/DC级,并且所述控制电路包括耦合至第二传感器的DC/DC级控制电路,所述方法还包括:监视所述输出电流信号,以及基于所述第二传感器的输出与第二阈值信号,在所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级之间切换。
11.如权利要求10所述的操作电源的方法,其特征在于,还包括:在所述低功率DC/DC级活跃时禁用所述高功率DC/DC级,并且在所述高功率DC/DC级活跃时禁用所述低功率DC/DC级。
12.如权利要求11所述的操作电源的方法,其特征在于,还包括:在所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级之间共享滤波器组件。
13.如权利要求10所述的操作电源的方法,其特征在于,还包括:在所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级之间共享散热器。
14.如权利要求10所述的操作电源的方法,其特征在于,所述低功率DC/DC级包括第一输出滤波电感器,而所述高功率DC/DC级包括第二输出滤波电感器,所述方法还包括:使所述第一和第二输出滤波电感器磁耦合。
15.一种服务器系统,包括:具有至少一个处理器核的处理器;与所述处理器通信的存储器;以及用于向所述服务器系统供电的负载自适应电源单元,所述负载自适应电源单元包括:功率因子校正(PFC)电路,用于接收输入电压信号以及提供中间PFC输出电压信号,所述PFC电路至少包括第一PFC级和第二PFC级;转换器电路,用于将所述中间PFC输出电压信号转换成输出电压信号,所述转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级;以及控制电路,用于监视所述输入电压信号、所述中间PFC输出电压信号、以及所述输出电压信号中的至少一个,以及基于所监视的信号在所述第一PFC级与第一转换器级以及所述第二PFC级与所述第二转换器级的相应对之间切换,其中成对的第一PFC级与第一转换器级在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,并且成对的第二PFC级与第二转换器级在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。
16.如权利要求15所述的服务器系统,其特征在于,所述第一PFC级对应于低功率PFC级,所述第二PFC级对应于高功率PFC级,并且所述控制电路包括PFC级控制电路,所述PFC级控制电路耦合至所述中间PFC输出电压信号以及用于监视PFC级的输出电流的第一传感器,其中所述PFC级控制电路被配置成基于所述第一传感器的输出与第一阈值信号在所述低功率PFC级与所述高功率PFC级之间切换。
17.如权利要求16所述的服务器系统,其特征在于,所述转换器电路包括直流至直流(DC/DC)转换器,并且所述第一转换器级对应于低功率DC/DC级,所述第二转换器级对应于高功率DC/DC级,并且所述控制电路包括DC/DC级控制电路,所述DC/DC级控制电路耦合至所述输出电压信号以及用于监视所述DC/DC级的输出电流的第二传感器,其中所述DC/DC级控制电路被配置成基于所述第二传感器的输出和第二阈值信号在所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级之间切换。
18.如权利要求17所述的服务器系统,其特征在于,所述DC/DC级控制电路被配置成在所述低功率DC/DC级活跃时禁用所述高功率DC/DC级,并且在所述高功率DC/DC级活跃时禁用所述低功率DC/DC级。
19.如权利要求18所述的服务器系统,其特征在于,所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级共享滤波器组件。
20.如权利要求19所述的服务器系统,其特征在于,所述低功率DC/DC级与所述高功率DC/DC级共享散热器。
21.如权利要求19所述的服务器系统,其特征在于,所述低功率DC/DC级包括第一输出滤波电感器,而所述高功率DC/DC级包括第二输出滤波电感器,并且所述第一和第二输出滤波电感器被配置成被磁耦合。本发明涉及电源,尤其涉及冷交换负载自适应电源。背景和相关领域美国专利公开No.20070013350和20090224731描述了具有负载自适应相位控制的多相位功率调节器。
附图说明
根据以下对如附图所示的较佳实施例的描述,本发明的各个特征将变得显而易见,其中贯穿整个附图,类似的附图标记一般指代相同的部件。附图并不一定按比例绘制,而是将重点放在说明本发明的原理上。图1是根据本发明的一些实施例的电源的框图。图2是根据本发明的一些实施例的服务器系统的框图。图3是根据本发明的一些实施例的流程图。图4是根据本发明的一些实施例的另一流程图。图5是根据本发明的一些实施例的另一电源的框图。图6是根据本发明的一些实施例的输出对效率的曲线图。图7是根据本发明的一些实施例的另一电源的框图。图8是示出根据本发明的一些实施例的各种控制信号的曲线图。图9是示出根据本发明的一些实施例的各种控制信号的另一曲线图。图10是示出根据本发明的一些实施例的各种控制信号的另一曲线图。图11是根据本发明的一些实施例的负载转变(transition)的曲线图。图12是根据本发明的一些实施例的负载转变的另一曲线图。描述在以下的描述中,为了解释而非限制的目的,阐述了诸如特定结构、架构、接口、技术等具体细节,以便全面理解发明的各个方面。然而,对于本领域技术人员来说将显然受益于本公开的是,可在脱离这些特定细节的其它实施例中实施发明的各个方面。在某些示例中,省略了对公知设备、电路和方法的描述,以免因不必要的细节而使本发明的描述晦涩难懂。参考图1,根据本发明的一些实施例,电源10可包括功率因子校正(PFC)电路11,用于接收输入电压信号以及用于提供中间PFC输出电压信号。PFC电路11可至少包括第一PFC级12和第二PFC级13(例如,至N-2个附加PFC级)。转换器电路14可将中间PFC输出电压信号变换成输出电压信号。PFC电路14可至少包括第一转换器级15和第二转换器级16(例如,至N-2个附加转换器级)。控制电路17可监视输入电压信号、中间PFC输出电压信号、以及输出电压信号中的至少一个。控制电路17可基于所监视的信号在第一PFC级与第一转换器级以及第二PFC级与第二转换器级的相应对(例如,直至N-2个PFC级与转换器级的附加配对)之间切换。根据本发明的一些实施例,成对的第一PFC级与第一转换器级可在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,而成对的第二PFC级与第二转换器级可在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。例如,第一PFC级12可对应于低功率PFC级,第二PFC级13可对应于高功率PFC级,并且控制电路17可包括PFC级控制电路,该PFC级控制电路耦合至中间PFC输出电压信号以及用于监视PFC级输出电流的第一传感器。PFC级控制电路可被配置成基于第一传感器的输出和第一阈值信号,在低功率PFC级与高功率PFC级之间切换。例如,转换器电路14可包括直流至直流(DC/DC)转换器,并且第一转换器级15可对应于低功率DC/DC级。第二转换器级16可对应于高功率DC/DC级。控制电路17可包括DC/DC级控制电路,其耦合至输出电压信号和用于监视DC/DC级输出电流的第二传感器。DC/DC级控制电路可被配置成基于第二传感器的输出和第二阈值信号,在低功率DC/DC级与高功率DC/DC级之间切换。在本发明的一些实施例中,DC/DC级控制电路可被配置成在低功率DC/DC级活跃时禁用高功率DC/DC级,并且在高功率DC/DC级活跃时禁用低功率DC/DC级。在本发明的一些实施例中,低功率DC/DC级可与高功率DC/DC级共享滤波器组件。在本发明的一些实施例中,低功率DC/DC级可与高功率DC/DC级共享散热器。例如,低功率DC/DC级可包括第一输出滤波电感器,高功率DC/DC级可包括第二输出滤波电感器,并且第一和第二输出滤波电感器可被配置成彼此磁耦合。参看图2,根据本发明的一些实施例,服务器系统20可包括具有至少一个处理器核的处理器21,与处理器通信的存储器22,以及用于向服务器系统20供电的负载自适应电源单元23。例如,负载自适应电源可包括:PFC电路,用于接收输入电压信号以及用于提供中间PFC输出电压信号,该PFC单元至少包括第一PFC级和第二PFC级;转换器电路,用于将中间PFC输出电压信号变换成输出电压信号,该转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级;以及控制电路,用于监视输入电压信号、中间PFC输出电压信号、和输出电压信号中的至少一个,以及基于所监视的信号用于在第一PFC级与第一转换器级和第二PFC级与第二转换器级的相应对之间切换。例如,成对的第一PFC级与第一转换器级可在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,而成对的第二PFC级与第二转换器级可在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能。例如,在一些服务器系统20中,第一PFC级可对应于低功率PFC级,第二PFC级可对应于高功率PFC级,并且控制电路可包括PFC级控制电路,该PFC级控制电路耦合至中间PFC输出电压信号以及用于监视PFC级输出电流的第一传感器。PFC级控制电路可被配置成基于第一传感器的输出和第一阈值信号,在低功率PFC级与高功率PFC级之间切换。例如,在一些服务器系统20中,转换器电路可包括DC/DC转换器,并且第一转换器级可对应于低功率DC/DC级。第二转换器级可对应于高功率DC/DC级。控制电路可包括DC/DC级控制电路,其耦合至输出电压信号和用于监视DC/DC级输出电流的第二传感器。DC/DC级控制电路可被配置成基于第二传感器的输出和第二阈值信号,在低功率DC/DC级与高功率DC/DC级之间切换。在本发明的一些实施例中,DC/DC级控制电路可被配置成在低功率DC/DC级活跃时禁用高功率DC/DC级,并且在高功率DC/DC级活跃时禁用低功率DC/DC级。在服务器系统20的一些实施例中,低功率DC/DC级可与高功率DC/DC级共享滤波器组件。在服务器系统20的一些实施例中,低功率DC/DC级可与高功率DC/DC级共享散热器。例如,低功率DC/DC级可包括第一输出滤波电感器,高功率DC/DC级可包括第二输出滤波电感器,并且第一和第二输出滤波电感器可被配置成彼此磁耦合。参看图3,在本发明的一些实施例中,一种操作电源的方法可包括:在功率因子校正(PFC)电路处接收输入电压信号,以及提供中间PFC输出电压信号,PFC单元至少包括第一PFC级和第二PFC级(例如,在框31处);用转换器电路将中间PFC输出电压信号变换成输出电压信号,转换器电路至少包括第一转换器级和第二转换器级(例如,在框32处);监视输入电压信号、中间PFC输出电压信号、和输出电压信号中的至少一个(例如,在框33处);以及基于所监视的信号,在第一PFC级与第一转换器以及第二PFC级与第二转换器级的相应对之间切换(例如,在框34处)。例如,成对的第一PFC级与第一转换器级可在第一输出功率范围上提供相对更高效的性能,并且成对的第二PFC级与第二转换器级可在第二输出功率范围上提供相对更高效的性能(例如,在框35处)。例如,第一PFC级可对应于低功率PFC级,第二PFC级可对应于高功率PFC级,并且控制电路可包括耦合至第一传感器的PFC级控制电路。在本发明的一些实施例中,所述方法还可包括监视中间PFC输出电压信号(例如,在框36处),以及基于第一传感器的输出和第一阈值信号,在低功率PFC级与高功率PFC级之间切换(例如,在框37处)。例如,转换器电路可包括DC/DC转换器,第一转换器级可对应于低功率DC/DC级,第二转换器级可对应于高功率DC/DC级,并且控制电路可包括耦合至第二传感器的DC/DC级控制电路。在本发明的一些实施例中,所述方法还可包括监视输出电压信号(例如,在框38处),以及基于第二传感器的输出和第二阈值信号,在低功率DC/DC级与高功率DC/DC级之间切换(例如,在框39处)。参看图4,本发明的一些实施例还可包括在低功率DC/DC级活跃时禁用高功率DC/DC级,并且在高功率DC/DC级活跃时禁用低功率DC/DC级(例如,在框41处)。一些实施例还可包括在低功率DC/DC级与高功率DC/DC级之间共享滤波器组件(例如,在框42处)。一些实施例还可包括在低功率DC/DC级与高功率DC/DC级之间共享散热器(例如,在框43处)。例如,低功率DC/DC级可包括第一输出滤波电感器,而高功率DC/DC级可包括第二输出滤波电感器,并且本发明的一些实施例还可包括使第一和第二输出滤波电感器磁耦合(例如,在框44处)。作为背景而非限制本发明的范围,在现实的数据中心应用中,服务器CPU的平均利用可能不会超出20-25%的水平,这就是为什么服务器电源(PS)大多数时间可能被加载到其额定功率的一小部分的原因。对于冗余的电源配置,在至少两个电源共享公共负载的情形下,平均(典型地)PS负载额外地下降了两倍。由于上述低利用率以及近来在平台闲置功率降低方面的趋势,常规的系统电源大多数时间可在低功率水平下操作,并由此(作为结果)以相对低的效率工作。这显著影响了服务器系统在闲置情形下的壁功率消耗,并降低了每瓦特整体系统性能。例如,在轻负载情形下PS效率降低的原因可能在于,当所消耗的功率降低至一特定水平之下时,PS中的功耗不会减小。由于寄生电容值连同磁化电流量可能在整个负载范围上保持不变,因此功率MOSFET和磁芯中的损耗实际上也保持不受影响。因而,在轻负载的情况下,固定损耗实际上变成了影响电源效率并导致其下落(例如,至零)的主要因素。常规的负载自适应电源技术可允许电源将其自身配置成低功率状态并减小其固定损耗。但是这些技术尚未被业界广泛采用,这可能是因为没有能力在较宽的操作负载范围上提供所需的PS效率(影响高功率水平的效率)。有利地,本发明的一些实施例可提供一种负载自适应电源,其在宽负载范围上提供良好的效率(例如,整个负载范围上提供高效率)。例如,根据本发明的一些实施例,电源可在电源模块内部包括至少两个冷交换DC/DC功率级以及至少两个冷交换功率因子校正(PFC)级。例如,可在给定功率范围中针对高效率设计每个级。例如,如果高功率级(或诸级)在范围100-750W中提供高效率,并且低功率级(或诸级)在范围15-100W中提供高效率,则根据本发明的一些实施例的电源可在从2%至100%负载的宽范围(例如,出于实际用途的全负载范围)上提供高效率。参看图5,根据本发明的一些实施例,冷交换负载自适应电源可包括两个输出电流传感器(PFC和DC/DC),用于监视分别从PFC和DC/DC汲取的电流。例如,在这些电流中的任一个跨过由相应控制电路设置的对应阈值水平之后,该控制电路激活该级,从而在给定功率水平下提供高效率。在低于阈值的功率水平下,低功率级是活跃的,在高于阈值的水平下,高功率级是活跃的。在本发明的一些实施例中,PFC电路和DC/DC电路可彼此独立地操作。例如,PFC级控制电路和DC/DC级控制电路中的每一个各自具有其自己的传感器,并基于从其各自传感器接收到的信号来切换。在本发明的一些实施例中,可针对PFC级控制电路以及基本上对应于同一功率范围的DC/DC级控制电路中的每一个来选择阈值(例如,两个控制电路在150W以下切换至其各自的低功率级,并且两个控制电路在高于150W的情况下切换至其各自的高功率级)。在本发明的一些实施例中,与DC/DC级控制电路的阈值相比,PFC级控制电路的阈值可对应于不同的功率级。例如,PFC级控制电路的阈值可以是100W,而DC/DC级控制电路的阈值可以是150W。在此示例中,有两个以上的功率范围,且高功率PFC级可在100W至150W的范围上与低功率DC/DC级一起操作。根据本发明的一些实施例,许多其他组合也是可能的,这取决于在特定功率范围上PFC级和DC/DC级的哪种特定组合提供了最佳效率(或其他所需的操作特性)。在本发明的一些实施例中,PFC电路和DC/DC电路可被链接。例如,如果DC/DC输出电流传感器由隔离电流变压器来表示,或者如果DC/DC输出电流传感器被光学耦合至PFC控制电路,则PFC级控制电路和DC/DC级控制电路可共享单个传感器。参看图6,效率曲线图例示了低功率级在低输出功率范围中如何相对更高效以及高功率级在高输出功率范围中如何相对更高效。例如,可在这两个效率曲线的交叉点处选择阈值,由此通过使低功率级在低于该阈值的情况下活跃而使高功率级在高于该阈值的情况下活跃,来在全输出功率范围上提供较高的整体效率。参看图7,DC/DC控制电路可被配置成将输出电压维持在各种调节限度内。例如,电路经由误差放大器(EA)U3监视输出电压,并将其与参考电压Vref(V_参考)作比较。所输出的FA信号被提供给脉宽调制器(PWM)控制电路,所述PWM控制电路生成用于诸功率级(例如,绝缘电压调节器)的控制脉冲并控制它们的占空比,从而使输出电压保持恒定。当PS第一次被上电时,其输出电压为零,并且PWM控制逐步增大控制电压脉冲的占空比,从而提供DC/DC功率级软起动(softxa0start)。在输出电压达到稳态水平之后,比较器U1.2禁用PWM控制器中的软起动。从这个时刻开始,基本上可即刻激活功率级,而不会使它们的功率组件承受过度的压力。由PWM生成的控制脉冲被路由至两个2输入AND(与)门U2.1、U2.2,它们的输出被耦合至低功率DC/DC级和高功率DC/DC级的控制输入端。比较器U1.1的输出被直接连接至AND门(U2.1)的一个输入端,并且经由反相器U4,即,用于反相U1.1的输出信号,被连接至第二AND门的输入端。此电路布置每次将PWM控制信号提供给仅一个功率级。例如,每当与功率级的消耗功率成比例的电流传感器信号跨越阈值Vrefl(V_参考1)时,比较器U1.1就改变其输出状态。两个功率级中的哪一个被激活取决于比较器的输出状态,这被配置成在汲取的电流低于阈值时激活低功率级,而在汲取的电流高于阈值时激活高功率。因而,控制逻辑提供没有延迟的功率级交换以及在功率级为非活跃时它们的冷状态。当级中的一个是活跃时,另一级被禁用且在有任何功率的情况下消耗(dissipate)很少。例如,为了进一步加速转变过程,诸功率级可使它们的输出滤波电感器L1和L2磁耦合。有利地,在转变时间间隔期间,滤波电感器用存储在其磁场中能量来保持被激励,这允许在诸级被交换时缓和(ease)瞬变现象。用于交换(激活)PFC级的电路和过程可类似于以上结合图7描述的DC/DC级交换电路和过程,除PFC滤波电感器可被连接至输入源(例如,桥式整流器)之外。图8-12表示常规组件(比较器、反相器、门)以及典型切换频率(根据本发明配置的)下的仿真结果,并且例示了示例信号和多级冷交换的转变过程。图8例示了当输出功率(电流)大范围内变动且在斜坡上升和下降(其中黑暗区域对应于相应级活跃的时间)的情况下跨越阈值时控制信号是如何转变的。如图8中所示的,当汲取的电流低于阈值时,低功率级是活跃的,而当汲取的电流高于阈值,则高功率级是活跃的。图9和10例示了从低功率级到高功率级的输入(例如,图9)以及返回(例如,图10)的控制信号路径改变过程。图11和12图示了使用耦合的感应器线圈来实现基本上即时的级交换平滑,而基本上没有任何过冲或振荡。图11例示了在时间比例为50us/div的情况下从低功率至高功率的负载转变(电感器耦合系数k=0.99/L=15uH,fsw=100kHz)。图12例示了在时间比例为50us/div的情况下从低功率至高功率的负载转变(电感器耦合系数k=0.99/L=15uH,fsw=100kHz)。两个信号都参照同一(零)水平并排示出。有利地,根据本发明的一些实施例,冷交换级中的每一个都可在给定负载范围内在高效率水平下操作,并且此后,禁用的毗邻电源级中的固定损耗可被降低或不存在。有利地,本发明的一些实施例在(从极轻的负载起动)宽的或整个操作负载范围上提供高或最大可达成的效率水平。一些常规电源基于使用两相或多相拓扑,利用低功率状态来降低其固定损耗。在轻的负载下,用于这些常规电源的控制电路可切断一个或多个相,而在重负载下,所有相都是活跃的。此技术可能具有以下缺点中的一个或多个:与至少两个高功率变压器的使用相关联的高成本;因需要在转变时间间隔期间支持高峰值负载而造成的低功率密度;效率改进在轻负载的情况下受限;以及重负载的效率降低(例如,与最优化的单级设计相比)。有利地,一个或多个以上的缺点可通过本发明的一些实施例来克服。例如,本发明的一些实施例可使用两个经冷交换优化的功率级,其中每一个可基于操作功率范围被即时启用或禁用。例如,级中的一个或多个是低额定功率(例如,高额定功率的10-15%),并且可共享同一PWM控制器、高功率级滤波器组件和散热器(例如,由于这些级不同时操作)。有利地,根据本发明的一些电源可以是相当低成本的设备,并且实际上可达成单级拓扑的功率密度。另一优点在于,本发明的一些实施例可为两个可缩放的SKU提供单个PCB。例如,对于在轻负载下不需要高效率的应用或者在重负载下连续操作的应用,低功率级组件可能不被填满,从而为那些应用提供附加的成本缩减。有利地,本发明的一些实施例可虚拟地实现在一些冗余功率子系统中被采用的冷冗余特征,但是是在具有两个不相等的额定级和磁耦合的输出电感器线圈的单个电源模块内部。本发明的一些实施例可在输出滤波器电路中包括两个不相等的功率变压器、两个线圈感应器,并在极轻负载(例如,PS最大额定的2-10%)以及重负载下提供高效率水平。本发明的前述和其他方面被单独以及组合地达成。本发明不应当被解释为要求这些方面的两个或多个,除非特定权利要求明确地要求。此外,虽然已结合目前被认为优选的示例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例,相反,其旨在涵盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等效布置。