隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及人工智能時(shí)代的到來(lái),數(shù)據(jù)中心的信息處理需求激增,CPU、GPU和FPGA等芯片處理器的處理能力逐漸增強(qiáng),并向微型化發(fā)展。芯片處理器的微型化導(dǎo)致電源電壓的降低,但消耗的電流卻不降反升,功耗持續(xù)增加。對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),如何保持大電流環(huán)境下的穩(wěn)定電壓輸出,是服務(wù)器廠商關(guān)注的問(wèn)題之一。
01 低電壓大電流趨勢(shì)給服務(wù)器電源帶來(lái)的挑戰(zhàn)
低電壓和大電流趨勢(shì)帶來(lái)的問(wèn)題之一是對(duì)快速負(fù)載波動(dòng)的響應(yīng),傳統(tǒng)的解決方案是提高頻率和采用多相降壓方式來(lái)應(yīng)對(duì)。雖然提高頻率對(duì)改善負(fù)載響應(yīng)速度有很大作用,但卻會(huì)增加開(kāi)關(guān)元件的損耗。通過(guò)使用大容量外部電容器,也可在一定程度上抑制大電流應(yīng)用的電壓波動(dòng),但這會(huì)增加安裝面積和電容器成本。
基于服務(wù)器廠商降本增效的需求,跨電感穩(wěn)壓器TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulators)概念出現(xiàn),并成為應(yīng)對(duì)低電壓大電流應(yīng)用中快速負(fù)載波動(dòng)的主流電路。TLVR以其瞬態(tài)快速響應(yīng),能減少后端電容數(shù)量以降低成本的優(yōu)勢(shì),獲得了服務(wù)器電源廠商的青睞,而TLVR專用耦合電感以及補(bǔ)償電感在電源設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用。
02 TLVR電路原理及方案優(yōu)勢(shì)
在TLVR電路配置中,每個(gè)相位開(kāi)關(guān)連接到一個(gè)TLVR專用耦合電感器上,然后將每個(gè)相位的電感器和補(bǔ)償電感器串聯(lián)成回路,以便同時(shí)為每個(gè)相位提供電流。這種TLVR電路能使芯片處理器獲得較高的瞬態(tài)響應(yīng)性能。瞬態(tài)響應(yīng)速度快,可降低電源紋波,滿足負(fù)載要求,同時(shí)降低損耗,提高轉(zhuǎn)換效率,而且可保持較小的輸出電容值,減少安裝面積和系統(tǒng)成本。
03 TLVR高頻大電流電感CSFED系列
為滿足服務(wù)器電源、CPU、GPU板卡等供電場(chǎng)景的TLVR應(yīng)用需求,科達(dá)嘉電子推出了應(yīng)用于TLVR電路的高頻大電流電感CSFED系列。
CSFED系列電感器采用低損耗錳鋅鐵氧體材料及扁平線雙繞組設(shè)計(jì)。高磁導(dǎo)率,低磁芯損耗,在高頻高溫環(huán)境下具有良好的電流穩(wěn)定性;扁平線雙繞組設(shè)計(jì),具有極低的直流電阻,在提升轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)有效減少紋波電流;產(chǎn)品具有寬頻寬溫特性,工作溫度-40℃~+125℃。
CSFED目前開(kāi)發(fā)了CSFED1260F、CSFED1260H兩個(gè)系列。電感值0.10~0.20μH,DCR 0.14mΩ,飽和電流64.5~125.0A,溫升電流77.0A,產(chǎn)品尺寸11.80*5.80*11.00mm。
1.產(chǎn)品特點(diǎn)
? 低損耗磁芯材料及扁平線雙繞組設(shè)計(jì)
? 高能量存儲(chǔ)和極低的直流電阻
? 小體積,SMD型電感
? 專為大電流電源應(yīng)用而設(shè)計(jì)
? 工作溫度:-40℃~+125℃ (包含線圈發(fā)熱)
2. 外形尺寸
3. 電氣特性
以下為代表型號(hào)CSFED1260F的飽和電流曲線和溫升電流曲線。
4. 產(chǎn)品應(yīng)用
CSFED系列可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器電源、大電流DC-DC轉(zhuǎn)換器、VRM、多相降壓調(diào)節(jié)器等大電流方案設(shè)計(jì)。
5. 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)
產(chǎn)品符合RoHS、REACH、無(wú)鹵等環(huán)保要求。
審核編輯 黃宇
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