隨著物聯網、大數據以及人工智能時代的到來,數據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,并向微型化發展。芯片處理器的微型化導致電源電壓的降低,但消耗的電流卻不降反升,功耗持續增加。對于數據中心服務器電源設計來說,如何保持大電流環境下的穩定電壓輸出,是服務器廠商關注的問題之一。
01 低電壓大電流趨勢給服務器電源帶來的挑戰
低電壓和大電流趨勢帶來的問題之一是對快速負載波動的響應,傳統的解決方案是提高頻率和采用多相降壓方式來應對。雖然提高頻率對改善負載響應速度有很大作用,但卻會增加開關元件的損耗。通過使用大容量外部電容器,也可在一定程度上抑制大電流應用的電壓波動,但這會增加安裝面積和電容器成本。
基于服務器廠商降本增效的需求,跨電感穩壓器TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulators)概念出現,并成為應對低電壓大電流應用中快速負載波動的主流電路。TLVR以其瞬態快速響應,能減少后端電容數量以降低成本的優勢,獲得了服務器電源廠商的青睞,而TLVR專用耦合電感以及補償電感在電源設計中也得到了廣泛應用。
02 TLVR電路原理及方案優勢
在TLVR電路配置中,每個相位開關連接到一個TLVR專用耦合電感器上,然后將每個相位的電感器和補償電感器串聯成回路,以便同時為每個相位提供電流。這種TLVR電路能使芯片處理器獲得較高的瞬態響應性能。瞬態響應速度快,可降低電源紋波,滿足負載要求,同時降低損耗,提高轉換效率,而且可保持較小的輸出電容值,減少安裝面積和系統成本。
03 TLVR高頻大電流電感CSFED系列
為滿足服務器電源、CPU、GPU板卡等供電場景的TLVR應用需求,科達嘉電子推出了應用于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計。高磁導率,低磁芯損耗,在高頻高溫環境下具有良好的電流穩定性;扁平線雙繞組設計,具有極低的直流電阻,在提升轉換效率的同時有效減少紋波電流;產品具有寬頻寬溫特性,工作溫度-40℃~+125℃。
CSFED目前開發了CSFED1260F、CSFED1260H兩個系列。電感值0.10~0.20μH,DCR 0.14mΩ,飽和電流64.5~125.0A,溫升電流77.0A,產品尺寸11.80*5.80*11.00mm。
1.產品特點
? 低損耗磁芯材料及扁平線雙繞組設計
? 高能量存儲和極低的直流電阻
? 小體積,SMD型電感
? 專為大電流電源應用而設計
? 工作溫度:-40℃~+125℃ (包含線圈發熱)
2. 外形尺寸
3. 電氣特性
以下為代表型號CSFED1260F的飽和電流曲線和溫升電流曲線。
4. 產品應用
CSFED系列可廣泛應用于服務器電源、大電流DC-DC轉換器、VRM、多相降壓調節器等大電流方案設計。
5. 環保標準
產品符合RoHS、REACH、無鹵等環保要求。
審核編輯 黃宇
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