采用GaN实现48V至POL单级转换

2023-5-21 19:07| 发布者: 开心| 查看: 104| 评论: 0

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摘要: {本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}企业服务器、交换机、基站和存储硬件设计师都在寻求在其主板上提高功率密度和效率。随着主板上元件数量的增加和外形尺寸的减小，电源密度成为进一步减小面积的限制因素。电源越小，主板尺寸就越小，减小主板 ...

{本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}企业服务器、交换机、基站和存储硬件设计师都在寻求在其主板上提高功率密度和效率。随着主板上元件数量的增加和外形尺寸的减小，电源密度成为进一步减小面积的限制因素。电源越小，主板尺寸就越小，减小主板尺寸就可以将更多的主板装入给定的机架中，最大限度地提高数据中心吞吐量和性能。在图1所示的典型电信电源系统中，48VDC输入电压必须进一步降低到中间母线电压（在此例中为3.3V），然后用一个或多个降压直流（DC/DC）转换器降压成处理器、ASIC和FPGA内核轨电压、I/O轨、DDR存储器、PHY芯片和其他低压元件所需的各种稳定低输出电压。

图1：交流（AC）至48V至负载点（POL）电信电源系统 TI的氮化镓(GaN)直流/直流解决方案去除了中间母线直流/直流转换级，设计师可以在单级中将48V电压降至更低的输出电压。去除中间母线直流/直流转换器使得功率密度和系统成本显着增加，同时提高了可靠性。与硅MOSFET相比，GaN的优势包括： ● 低输入和输出电容，减少开关损耗，实现更快的开关频率。● 接近0的反向恢复电荷，无反向恢复损耗，降低D类逆变器/放大器的损耗。● 由于较低的栅极-漏极电容，大大降低了开关损耗，实现了更高的开关频率，减少甚至去除了散热器。图2显示了GaN和硅FET之间48V至POL的效率比较。

图 2：不同负载电流下GaN与硅直流/直流转换器的48V至POL效率 TI的新型48V至POL GaN单级解决方案——采用TPS53632G 无驱动器脉宽调制(PWM)控制器和LMG5200 80V GaN半桥功率级（驱动器和GaN FET在同一集成电路上）——功率密度高，负载瞬态响应速度快，效率高，具有卓越的热性能和系统可靠性，总面积为700mm2，输出功率为48W。输入电压为60V，输出电压为1V，电流50A，开关频率600kHz时，48V的效率为88%，如图3所示。模块效率峰值为91％，在35A的输出电流下仍然为90％。值得注意的是，即使当将输入电压增加到75V时，效率也不会显着下降。

图3：48V至POL GaN 直流/直流转换器参考设计和在600KHz不同负载电流下的效率如果您正在设计用于企业服务器、交换机、基站和存储设备等终端应用的48V至POL 直流/直流转换器，而且采用了传统上使用的48V至中间母线和中间母线至POL直流/直流转换器，是时候使用TI的GaN直流/直流解决方案来简化您的设计，提高功率密度和可靠性了。在GaN解决方案门户上查看TI完整的GaN直流/直流转换产品组合。  推荐阅读：如何通过配置负载点转换器提供负电压或隔离输出电压iCoupler技术揭秘——隔离式RS-485如何优化DSP功率预算用于数字IC电源的双通道线性稳压器可实现即时输出调整和动态裕量优化让工业物联网在工厂车间之外发挥更大作用要采购转换器么，点这里了解一下价格!
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