基于InnoGaN ISG3201和INN040LA015A 設(shè)計(jì)的1KW DCDC電源模塊方案

隨著“雙碳”概念的深入，智能化、低碳化越來(lái)越成為數(shù)據(jù)中心的兩大“確定性”發(fā)展趨勢(shì)，而低碳化就意味著要讓數(shù)據(jù)中心能耗更低、效率更高。據(jù)行家說(shuō)Research顯示，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心（Si方案）整體功率轉(zhuǎn)換能效大約為75%，而采用GaN器件則能提升到87.5%。其中，DCDC 48V-12V 環(huán)節(jié)在整個(gè)鏈路中扮演了重要角色。

繼420W 48V-5V、600W 48V-12V DCDC電源模塊后，英諾賽科又推出一款1000W 方案，利用氮化鎵寄生結(jié)電容小的特點(diǎn)，配合磁集成方案，將開(kāi)關(guān)頻率提升至1MHz，在39mm*26mm*7.5mm的尺寸下，輸出功率達(dá)到1000W，效率超98%，實(shí)現(xiàn)了高效率和高功率密度優(yōu)勢(shì)。

1000W DCDC 電源模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋 LLC DCX，固定變比為4：1，支持 48V 輸入轉(zhuǎn) 12V 輸出，采用英諾賽科兩顆100V SolidGaN系列的 ISG3201 和八顆INN040LA015A 低壓 GaN 芯片搭配設(shè)計(jì)。

通過(guò)實(shí)際測(cè)試，在輸入電壓48V、輸出12V/30A 時(shí)，峰值效率達(dá)到 98%；在輸入電壓 48V、輸出12V/85A 時(shí)，滿載效率 96.29%。

1000W DCDC電源模塊采用了兩款 InnoGaN 氮化鎵芯片設(shè)計(jì)而成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高功率轉(zhuǎn)換。

SolidGaN ISG3201 是一顆耐壓 100V 的半橋氮化鎵合封芯片，其內(nèi)部集成了2顆 100V/3.2mΩ 的增強(qiáng)型 GaN 和1顆 100V 半橋驅(qū)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)部集成驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)化驅(qū)動(dòng)回路和功率回路，顯著降低寄生電感和開(kāi)關(guān)尖峰, 進(jìn)一步提高1000W 48V 電源模塊系統(tǒng)的整體性能和可靠性。產(chǎn)品面積（5mmx6.5mm）僅略大于單顆標(biāo)準(zhǔn) 5x6 Si 器件，相對(duì)于Si方案的PCB占板面積減小了73%。針對(duì)諧振軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用，GaN 的軟開(kāi)關(guān)FOM 僅為 Si 的45%，這就意味著在高頻軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，100V GaN 的性能更加優(yōu)越。

同時(shí)，該芯片還具有獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè)PWM信號(hào)輸入，并支持TTL電平驅(qū)動(dòng)，可由專用控制器或通用MCU進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，是數(shù)據(jù)中心模塊電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及D類功率放大器等48V電源系統(tǒng)的最佳選擇。

INN040LA015A 是一顆耐壓 40V 導(dǎo)阻 1.5mΩ 的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管，采用FCLGA 5*4 封裝，體積小巧，同時(shí)具備極低柵極電荷和導(dǎo)通電阻，且反向恢復(fù)電荷為零，不僅可以降低占板面積，支持1000W DCDC模塊的高功率密度設(shè)計(jì)，更高的開(kāi)關(guān)頻率還能為系統(tǒng)提供更高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為綠色數(shù)據(jù)中心賦能。

未來(lái)的數(shù)據(jù)中心將以更高效、更綠色和更智能的方式為客戶提供服務(wù)，1000W DCDC 電源模塊能夠使數(shù)據(jù)中心發(fā)揮高功率密度、低損耗等巨大優(yōu)勢(shì)，氮化鎵作為實(shí)現(xiàn)綠色能源的核心器件，也將為數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)提供有力支撐。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高效率：98.0% @48V-12V /30A

高頻率：1MHz

高功率密度：2150W/in^3

超小體積：39mm*26mm*7.5mm

?方案規(guī)格

尺寸：

39mm*26mm*7.5mm

效率：

峰值效率：98.0%@12V/30A

滿載效率：96.29%@12V/85A

功率密度：

2150W/in^3