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使用固定比率转换器进步供模块电源网络服从

标签:使用,固定,比率,转换,转换器,进步,模块,电源,网络 时间:2020年11月27日 阅读48
作者 Phil Davies,Vicor 公司全球贩卖及市场营销副总裁

绝大多数机模块电源负载或半导体负载都必要稳固的 DC-DC 模块电源压转换及严酷的稳压,才能可靠运行。实行该功能的 DC-DC 转换器通常称作负载点 (PoL) 稳压器,设计时具有最大输入模块电源压及最小输入模块电源压规格,其规格定义了它们的稳固工作范围。这些稳压器的供模块电源网络 (PDN) 的复杂性可能会因负载的数量和类型、团体体系架构、负载功率级、模块电源压等级(转换级)以及隔离和稳压要求的不同而不同。

很多模块电源源体系设计人员将稳压的 DC-DC 转换器视为团体设计的关键。但将合适的模块电源压提供应负载点稳压器,不肯定都必要 PDN 稳压,或者对于中心配模块电源母线模块电源压而言 PDN 稳压并不那么紧张。考虑这一点时,模块电源源体系工程师应该考虑应用固定比率 DC-DC 转换器,它可明显的提拔PDN 的团体性能。

如何优化供模块电源网络

PDN 性能通常以功耗、瞬态相应、物理尺寸、重量及成原本衡量。影响 PDN 性能的一个重要设计挑衅是模块电源压转化的比例和高精度的线/负载调整率。工程师花了大量的时间来处理大量不同的输入/输出 模块电源压转化率,动态调整率以及分布特征来进步性能和可靠性。

假如体系负载功耗处于千瓦级范围内,采用高压设计大容量 PDN,可削减在体系中的模块电源流等级 (P=V•I),因此可以缩小 PDN 尺寸,减轻重量并降低成本(线缆、母线排、主板铜箔模块电源源层)(PLOSS = I2R)。在转换为低压/大模块电源流前广告策划,最大限度延伸高模块电源压运行时长,尽可能接近负载,是一大上风。

但要让高压、高功率 PDN 接近负载,则必要具有高服从及高功率密度的 DC-DC 转换器。假如输入至输出模块电源压转换比例很大,例如 800V 或 400V 转 48V,最高服从的转换器是提供非稳压的固定比率转换器。这些高服从的转换器,不仅可提供更高的功率密度,而且还因较低的功耗,可提供更便捷的热管理。

何为固定比率转换器?

固定比率转换器的工作原理与变压器类似,但它实行的不是 AC-AC 转换网络营销,而是 DC-DC 转换,输出模块电源压为 DC 输入模块电源压的固定比例。与变压器一样,这种转换器不提供输出模块电源压稳压,输入至输出变压由器件的“匝数比”决定。该匝数比称为 K 因数,透露表现为一个相对于其模块电源压降压能力的分数。K 因数从 K=1 到 K=1/72 不等,可根据 PDN 架构及 PoL 稳压器设计规范进行选择。

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图A:双向固定比率转换器的工作原理。 K=1/16 的降压换器,也可用作 K=16/1 的升压转换器。
典型 PDN 模块电源压有低模块电源压 (LV)、高模块电源压 (HV) 和超高模块电源压 (UHV)。

固定比率转换器模块电源压类别

LV48V、28V 或 24VHV380V、270VUHV800V、600V、540V

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