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基于InnoGaN ISG3201和INN040LA015A 设计的1KW DCDC电源模块方案

大大通 2023-08-05 08:31 次阅读

随着“双碳”概念的深入,智能化、低碳化越来越成为数据中心的两大“确定性”发展趋势,而低碳化就意味着要让数据中心能耗更低、效率更高。据行家说Research显示,现有数据中心(Si方案)整体功率转换能效大约为75%,而采用GaN器件则能提升到87.5%。其中,DCDC 48V-12V 环节在整个链路中扮演了重要角色。

继420W 48V-5V、600W 48V-12V DCDC电源模块后,英诺赛科又推出一款1000W 方案,利用氮化镓寄生结电容小的特点,配合磁集成方案,将开关频率提升至1MHz,在39mm*26mm*7.5mm的尺寸下,输出功率达到1000W,效率超98%,实现了高效率和高功率密度优势

1000W DCDC 电源模块的拓扑结构为全桥 LLC DCX,固定变比为4:1,支持 48V 输入转 12V 输出,采用英诺赛科两颗100V SolidGaN系列的 ISG3201 和八颗INN040LA015A 低压 GaN 芯片搭配设计。

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通过实际测试,在输入电压48V、输出12V/30A 时,峰值效率达到 98%;在输入电压 48V、输出12V/85A 时,满载效率 96.29%。

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1000W DCDC电源模块采用了两款 InnoGaN 氮化镓芯片设计而成,实现系统的高功率转换。

SolidGaN ISG3201 是一颗耐压 100V 的半桥氮化镓合封芯片,其内部集成了2颗 100V/3.2mΩ 的增强型 GaN 和1颗 100V 半桥驱动,通过内部集成驱动器,优化驱动回路和功率回路,显著降低寄生电感和开关尖峰, 进一步提高1000W 48V 电源模块系统的整体性能和可靠性。产品面积(5mmx6.5mm)仅略大于单颗标准 5x6 Si 器件,相对于Si方案的PCB占板面积减小了73%。针对谐振软开关应用,GaN 的软开关FOM 仅为 Si 的45%,这就意味着在高频软开关应用中,100V GaN 的性能更加优越。

同时,该芯片还具有独立的高侧和低侧PWM信号输入,并支持TTL电平驱动,可由专用控制器或通用MCU进行驱动控制,是数据中心模块电源,电机驱动以及D类功率放大器等48V电源系统的最佳选择。

INN040LA015A 是一颗耐压 40V 导阻 1.5mΩ 的增强型氮化镓晶体管,采用FCLGA 5*4 封装,体积小巧,同时具备极低栅极电荷和导通电阻,且反向恢复电荷为零,不仅可以降低占板面积,支持1000W DCDC模块的高功率密度设计,更高的开关频率还能为系统提供更高的动态响应,为绿色数据中心赋能。

未来的数据中心将以更高效、更绿色和更智能的方式为客户提供服务,1000W DCDC 电源模块能够使数据中心发挥高功率密度、低损耗等巨大优势,氮化镓作为实现绿色能源的核心器件,也将为数字化时代的到来提供有力支撑。

►场景应用图

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►产品实体图

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►方案方块图

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►核心技术优势

高效率:98.0% @48V-12V /30A

高频率:1MHz

高功率密度:2150W/in^3

超小体积:39mm*26mm*7.5mm

►方案规格

尺寸:

39mm*26mm*7.5mm

效率:

峰值效率:98.0%@12V/30A

满载效率:96.29%@12V/85A

功率密度:

2150W/in^3

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