英飞凌 / 开关电容转换器 600 W 时高达 99% 的效率

Aufbau einer zweistufigen Stromversorgung für Hochleistungsserver: links der ZSC-Wandler und in der Mitte die mehrphasigen Tiefsetzsteller.
Aufbau einer zweistufigen Stromversorgung für Hochleistungsserver: links der ZSC-Wandler und in der Mitte die mehrphasigen Tiefsetzsteller.

英飞凌公司开发了一种软开关、混合开关电容拓扑结构的总线转换器。它将 48 V 转换成 12 V 的总线电压,然后通过带处理器和数据中心存储系统的负载点转换器供电。

最新一代的数据中心使用多级架构,为 CPU、GPU、SoC、ASIC 和内存模块供电。首先,将前端电源的电源侧交流电压转换为 48 V 直流电,然后在机架中进行分配。每个机架中都有一个所谓的总线转换器,它将 48 V 转换成较低的总线电压 — 通常是 12 V — 然后分配到电路板层上。

英飞凌正是针对这样的总线转换器开发了一种基于软开关、混合开关电容拓扑结构的参考设计。

这种所谓的 ZSC 转换器(零电压开关电容转换器)使用的是英飞凌微型控制器、驱动器和开关。因此,使用相互匹配的组件,如 OptiMOS 5 (25 V) 和 OptiMOS 6 (40 V) 系列的 MOSFETs 以及 EiceDRIVER 2EDi 家族的门驱动芯片。XMC 微型控制器家族完善了 ZSC 转换器。

根据系统要求,转换器可以作为模块或直接在主板上操作。与相同的组件一起使用时,这种拓扑结构在转换时允许双向功率传输以及各种传动比 (2:1, 4:1, 6:1, 8:1, 10:1, 12:1)。在 4:1 配置中,600 W 的 ZSC 转换器可以实现 121 W/cm²(780 W/寸²)的功率密度的和高达 99% 的效率。由于平坦的效率曲线和热性能,相同的设计可以提供高达 1 kW。

根据需求可以提供 ZSC 板。详细信息请参阅 www.infineon.com/zsc