2019年數據中心電源解決方案

2020-11-27 EDN電子設計技術

在討論2019年數據中心電源管理解決方案之前,我想簡要地描述下數據中心的概況。2016年,我撰寫了《Data center next generation power supply solutions for improved efficiency(實現數據中心效率提升的下一代電源解決方案)》的文章。自此以後,其發展出現了很大的變化。lJpednc

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圖1:Data Center Frontier網站討論了2019年數據中心的趨勢(圖片由領英提供,展示了該公司位於美國俄勒岡州Hillsboro的數據中心大廳)。lJpednc

根據預測,到2025年,全球的總數據容量將會超過175ZB。隨著5G的來臨——最早將於2020年日本奧運會採用——以及人工智慧(AI)和機器學習(ML)的發展,數據中心的建設與部署,以及現有較老數據中心的升級工作,都將會突飛猛進。lJpednc

未來會有很多聯網技術希望利用5G的優勢,其挑戰是需要高速處理大量數據。下面來看邊緣計算,它可能會是雲計算後的下一個主要技術趨勢。它指的是在最接近數據源的地方處理數據。這樣可以確保速率以及低延遲,幫助達到5G的性能目標。然而,有些應用對延遲要求不高,這樣的應用仍然會需要有中央數據中心支持。lJpednc

我們將見到新一代電信局端(NGCO)的發展。它們是邊緣雲數據中心,可以支持固定和移動數據流量。它們將設置在無線電接入網(RAN)和中央核心之間,相比目前支持的大約5000個訂戶,每個中央辦公室平均可支持35000個。lJpednc

無論數據是存儲在哪或在哪裡處理——在邊緣、局部中央(都會區網絡)或者中央——容量需求都將持續增長。從2019年末開始,這個需求將大大增加,因此服務供應商需要改進或改造它們的架構,以便支持5G的發展。大部分接入5G網絡的數據都會存在於雲端,這就是數據中心必須扮演的重要角色。lJpednc

供電挑戰

我們必須要防止數據中心中的系統受到破壞,停機會造成金錢損失及客戶投訴。運營商會採用不間斷電源系統及配電單元來安全可靠地向敏感設備供電。備有後備電源的中小企業和住宅樓也有可能採用負載管理方案。通常每機架超過10kW,因此在機架內不太容易實現電源保護。業內即將採用列末(EoR)UPS系統。lJpednc

智能電源管理

智能電源管理(IPM)指的是可優化計算機系統與數據中心內配用電的硬軟體組合。雖然安裝IPM需要前期費用及持續維護,但從長遠來看,由於這項技術可節省電能,減少停機時間並延長硬體壽命,因此可以節省成本。lJpednc

最高效的IPM解決方案包含溫度監控與調節、穩壓、限流以及負載分配。高級IPM技術配有支路保護(每一組插座都有自己的斷路器或熔斷器),以及集中/綜合管理功能,從而使管理人員能夠監控數據中心的所有硬體,進而快速隔離並解決問題。此外,它還具有智能減載功能,可在特定的條件下有條不紊地關閉不必要的設備。lJpednc

三相供電

採用三相電供電,通常可平衡電源負載,並為每個負載提供最大電流。採用分區冷卻,可防止產生孤立過熱事件,並把能耗降到最低。為系統提供冗餘,則可在局部硬體或軟體失效時確保不間斷操作,而對多家供應商的電源硬體進行協調管理,則可以保持數據中心持續運作。lJpednc

冷卻

直接液冷等新冷卻技術正開始受到關注。市場正為這種技術探討多種方案,例如直接為晶片給水,或將伺服器完全浸入到水中(詳見《Submerge your power supply, and other options(將電源浸入水中,以及其他方案)》)。lJpednc

例如,施耐德電氣的數據中心部門就把液冷定為其下一個重大增長領域。超大規模數據中心以及雲平臺是這項技術的主要推動力。此外,他們也討論了直接為晶片給水以及完全浸入水中等方案。lJpednc

宜普電源轉換公司(EPC)的增強型氮化鎵(eGaN)場效應電晶體具備散熱優勢,本文後續將會對其進行敘述。lJpednc

數據中心的UPS系統裡,正採用鋰離子電池替代鉛酸電池而用作後備電池。lJpednc

高壓配電可降低I2R損耗。與12V配電方案相比,轉用48V配電,功耗可降低16倍。lJpednc

現在我們來看看,從48V轉換直到需要超低電壓/大電流的GPU應用,頂級電源IC公司都為此提供哪些解決方案。我喜愛這些方案,因為從電源工程師的角度來看,在數據中心這一越來越具挑戰性的領域,它們都是創建電源架構的很好選擇。lJpednc

作為一名電路設計工程師,在過去40餘年的生涯中,我認識到並非所有電路架構的創建都是相同。某種架構可能非常適用於某種特定設計,而另一種不同架構又可能更適合某種不同場景。請對以下解決方案保持開放心態。由於電源設計並非千篇一律,因此特定項目會有特定的電源管理需求。尤其是要注意客戶所需,然後利用電源設計專業知識,去為最終客戶提供最好設計。只有通過深度的溝通和討論,才能夠為項目找出最好的電源解決方案。lJpednc

話雖如此,但我卻非常喜歡基於GaN功率元件的解決方案——從我作為設計人員的看法和經驗來說,這是我個人的首選。採用GaN得到的最終特定電源架構多種多樣——因此需要做出明智選擇。lJpednc

在參考文獻5中,EPC公司的Alex Lidow對隔離與非隔離、穩壓與非穩壓架構案例進行了研究。他的觀點是,第一級可能不需要穩壓,而是作為直流變壓器(DCX)工作。在這些案例中,Lidow的文章考慮了4種採用中間總線的不同解決方案:lJpednc

1. 隔離磚式穩壓轉換器lJpednc

2. 非隔離DC/DC轉換器lJpednc

3. 48V降壓LLC DC變壓器lJpednc

4. 48V-1V混合轉換器lJpednc

據測定,採用雙電感混合轉換器(DIHC)或具有6VOUT的LLC轉換器可實現最高效率。然而,DIHC拓撲較新,仍待普遍採用。在新的人工智慧(AI)和遊戲應用中,48VIN–6VOUT LLC轉換器,配合6VIN–1VOUT降壓轉換器,由於具有高效、高功率密度及低成本等優勢,因此正受到快速採納。lJpednc

氮化鎵器件對於所有48VIN拓撲都可以實現最高的效率。原因是其電容更低、尺寸更小。lJpednc

宜普電源轉換公司和意法半導體(ST)

宜普電源轉換公司(EPC)

我認為氮化鎵器件應是數據中心電源架構的首選功率電晶體,因為在這個領域,小型化、高效以及高開關速度非常重要。EPC公司的專家,由Alex Lidow所領導,設計出了非常好的電源架構。lJpednc

我尤其欣賞EPC的晶片級封裝,它使得將eGaN器件用到數據中心,可實現從六個邊散熱10。由於GPU的電能需求與日俱增,某些數據中心開始考慮採用液冷方法。與其他功率元件相比,eGaN更能夠幫助延緩這種費錢費力的工作。lJpednc

是採用隔離還是不隔離?這是個問題

隔離前端

對於前端電源設計,EPC提供硬開關、48V-12V降壓、變壓器隔離、500W穩壓、1/8磚式轉換器,其輸出為12V、42A。該公司EPC9115的效率是96%至97%。由於高頻氮化鎵開關可縮小磁體,因此相比傳統的矽基解決方案,其佔板面積更小。lJpednc

非隔離前端

對於非隔離前端,該公司提供48V轉5-12V、25A的同步降壓轉換器。這個設計也是採用氮化鎵功率元件,其高頻開關可實現的小佔板面積,是矽基元件所不能企及。這個設計在15A負載條件下可實現97%的峰值效率,而在25A負載下則可實現96.5%。lJpednc

48V-12V降壓LLC直流變壓器前端

這個設計在作為固定轉換比的直流變壓器(DCX)使用時,可在很寬的工作範圍內保持高效。EPC公司給出了48V-12V演示板,其效率超過98%。lJpednc

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圖2:(a)N:1 LLC轉換器的電源架構原理圖,其上配有中心抽頭整流器;(b)1MHz、900W、48V-12V的LLC轉換器的照片及其尺寸。(參考文獻5)lJpednc

採用8:1變比變壓器的48V–6V LLC轉換器5

這個設計可以在1MHz頻率下處理900W功率。這個變壓器設計採用了14層PCB、2.2μH磁化電感,以及,當然,氮化鎵功率元件。lJpednc

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圖3:1MHz、900W、48V–6V LLC轉換器設計。(參考文獻5)lJpednc

48V轉4V

目前有個大趨勢是轉用4V來為負載架構供電。這取決於輸出電晶體和某些其它元件,但從6V改為4V輸出,不會影響很大。這個變壓器由於是矩陣變壓器(所有的矩陣變壓器專利都已過期,這個IP目前是在公有領域),因此在900W時,其尺寸會按比例增大一點。這個架構的效率大約是98%。lJpednc

Alex Lidow說已可實現6V、5V、4V和3.3V的架構。他著有《powering graphics processors from a 48V bus(利用48V總線對GPU供電)》的文章5,裡面分析了多種中間級架構,直到負載點。lJpednc

48V-1V混合式轉換器5,8,9

這個設計採用基於Dickson開關電容轉換器9的雙混合式轉換器(DIHC)8。DIHC架構在輸出端採用兩個交錯式電感器,而不需要混合式Dickson轉換器所需的兩個大同步開關(圖4中的S9和S10)。lJpednc

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圖4:參考文獻9中的8-1 Dickson轉換器。lJpednc

相比混合式Dickson轉換器,這個設計可使DIHC實現差不多低兩倍的直流輸出阻抗(由於開關及飛跨電容導通所產生),進而實現低兩倍的導通損耗。請看圖5中的DIHC的效率曲線。lJpednc

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圖5:DIHC在48V輸入以及多種不同低電壓輸出情況下所測得的效率。(參考文獻5)lJpednc

磁體3,4

高頻變壓器的帶寬在大約2MHz時,可改善此設計的響應時間。lJpednc

最後結果分析5

DIHC或6VOUT的LLC轉換器都可以實現最高效率。EPC公司承認DIHC拓撲較新,還未能普遍採用。我認為在這種架構中採用氮化鎵元件會具有優勢。lJpednc

48VIN–6VOUT LLC轉換器配合6VIN–1VOUT降壓轉換器使用,效率會更好,而且由於其具有高功率密度和低成本等優勢,因此對於新的人工智慧和遊戲應用會非常適用。在所有48VIN拓撲中,氮化鎵器件都可以實現最高的效率。這是由於氮化鎵器件電容更低、尺寸更小。lJpednc

ST

我對ST的策略及其面向數據中心電源架構的產品都非常欣賞。首先,ST加入了電源模塊聯盟(Power Stamp Alliance,PSA)。我個人十分喜歡的是,在開發雲數據中心電源解決方案的公司工作的設計人員和採購人員,可以從不同電源供應商獲得適合各種形式和功能的電源解決方案。數據中心的人員也對此感到高興。 lJpednc

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圖6:ST具有一系列非常好的面向數據中心的電源解決方案(圖片由ST公司提供)lJpednc

我跟ST的電源IC產品推廣經理Paolo Sandri談過關於他們數據中心電源管理的策略。其重點是,ST針對不同客戶的需要,提供多種方案。我非常喜歡這點,因為不存在通用解決方案。lJpednc

48V–12V非穩壓中間總線轉換器(IBC)

這個設計具40V至60V輸入、4:1轉換比、以及高達1kW的散熱設計功耗(TDP)。Intel將TDP11定義為「一種處理器的規格。OEM所設計的散熱解決方案,必須要符合或超過處理器數據手冊內所規定的TDP。」ST十分了解處理器的要求!lJpednc

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圖7:開關式儲能轉換器(STC)、非穩壓中間總線轉換器。(圖片由ST提供)lJpednc

這個設計所用MOSFET全部具有零交叉開關(ZCS),所有元件都是現貨元件,並且高度低於5mm。其尺寸是1/8磚,在360W時效率高達98%。lJpednc

STBuck(堆疊降壓)、48V-12V穩壓IBC

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圖8:穩壓中間總線轉換器可擴展架構,輸出功率高達3.2kW,TDP為800W。(圖片由ST提供)lJpednc

這個轉換器架構輸入為36V至60V,輸出為12V,可通過PMBus進行調節(我喜歡數字電源控制!)。外形尺寸是1/8磚,可擴展至4個單元。lJpednc

從效率曲線可以看到,最高效率為98.4%,此時輸出為150W(圖9)。lJpednc

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圖9:STC的效率曲線。(圖片由ST公司提供)lJpednc

48V至負載點(POL)直接轉換

這個設計的輸入範圍是40V至60V,面向Intel VR13HC處理器的VOUT是1.8VTyp,完全符合Intel的測試計劃。此外,它可以以1.2VTyp對DDR供電。lJpednc

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圖10:48V至負載點直接轉換,隔離型或非隔離型都可以。(圖片由ST提供)lJpednc

其TDP為205W,最大值為413W。在開關頻率為570KHz時,其IOUT最大值是228A。功率密度是100W/in2、佔板面積為1.6"×2.6"。lJpednc

如果要評分,在為設計人員提供出色的數據中心電源可選方案方面,我給ST公司評定為「A」級。lJpednc

Vicor

我跟Vicor公司的產品推廣及技術資源副總裁Robert Gendron談論了關於他們的數據中心市場策略。我首先問了他們架構中所採用的氮化鎵元件。Vicor同時評估了這項技術與其他FET技術。lJpednc

NBM及DCM

他們的非隔離總線模塊(NBM)是種雙向固定架構,從48V轉換到12V的峰值效率為97.9%。在不久的將來,Vicor還將推出下一代版本,把效率提升到98.5%。鑑於NBM具有高功率密度(在22.8mm×17.3mm×7.4mm的封裝內可連續提供800W輸出功率),他們有多項設計是把NBM放在主板上、在12V多相穩壓器(VR)的前面。lJpednc

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圖11:Vicor的VR可放在處理器的附近。(圖片由Vicor提供)lJpednc

他們的DC/DC轉換器模塊(DCM)是種48V至12V的非隔離轉換器,可以在採用傳統12V配電的數據中心內支持48V高性能GPU。lJpednc

Vicor還提供一系列完整器件,可支持380V、AC和傳統的12V負載連接到48V中心。這個「中心」可在機架內實現48V或安全特低電壓(SELV)配電,從而使得損耗最小化。由於他們提供分比式電源解決方案,包括橫向及縱向供電方案,因此他們可實現從48V一直到為CPU供電。它們的NBM和DCM產品可實現48V到12V轉換,因此也支持傳統的12V多相穩壓器。lJpednc

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圖12:更多的Vicor解決方案(圖片由Vicor提供)lJpednc

雖然這些12V主板本來是設計給高性能計算(HPC)所用,但設計人員只需稍對它們進行修改,就可以給48V機架使用。lJpednc

縱向供電

鑑於GPU需要消耗500A電流,未來還將提高到1000A電流,再加上數據中心開始採用人工智慧(更多有關強大AI的信息,可以從這裡了解)和深度學習進行處理,我們需要提供創新的設計架構,以便適當支持這些應用。lJpednc

如今,為了降低5G、智能家居和智能工廠等應用所存在的延遲,處理器設計人員正在他們的架構中設計越來越多的核心。現在已經有500W的處理器。其目標是把所有東西都放進同一個裸片,從而降低延遲,而也是這個原因,他們希望把光耦合器就放上處理器邊上。lJpednc

Vicor了解電路板功耗的意義。他們認為,這比將電源解決方案效率提高1%更加重要。他們研究了400μΩ走線的功耗,發現在200A電流時,電路板自身功耗就佔到10%。就算有99%的效率,在200A電流時,電路板走線的I2R功耗也會很高。lJpednc

對於設計人員為數據中心處理器設計電源架構解決方案來說,Vicor的電流倍增器解決方案是另一個優秀選擇。lJpednc

封裝內電源(power-on-package)技術可實現電流倍增,從而實現更高的效率、功率密度以及帶寬。在封裝內提供電流倍增,可以減少高達90%的互連功耗,同時可實現處理器封裝引腳(通常為大電流供電所需)回收,而用於擴展I/O功能。lJpednc

由於噪聲會影響處理器精度而引起誤差,因此在處理器附近設有「禁區」。縱向電源模塊(VPM)具有超低噪聲拓撲。Intel在三年前做了項研究,在紅外線圖像上用顏色代表噪聲,該研究顯示,處理器附近的噪聲水平可以接受。lJpednc

Vicor表示多相設計存在的一個問題是,電感器/磁性元件的噪聲很高。Vicor在其輸出級中並沒有採用電感,因此噪聲不高,而使得轉換器可以放置在很接近處理器和I/O線的位置。他們從來沒有在這些架構或測試中遇到過噪聲問題。lJpednc

另一個問題是,大多數AI處理器和其他超高速GPU處理器都需要連接處理器晶片的四周。數據中心及其他電子架構常常希望幾乎看不到電源。因此,在這些架構中,這些限制為電源設計人員帶來挑戰。lJpednc

嚙合式(geared)電流倍增器(GCM)架構

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圖13:Vicor的GCM。(圖片由Vicor公司提供)lJpednc

Vicor公司著力發展縱向供電(VPD)。他們把客戶對CPU、GPU及ASIC峰值供電的要求製成圖表。從圖14中可以看到,大約從2010年開始,峰值電流大幅增加。這是由於AI處理能力增加,以及處理器製造節點越來越先進——從14nm、12nm、10nm發展到現在的7nm。lJpednc

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圖14:峰值電流隨時間不斷增加。(圖片由Vicor提供)lJpednc

電路板所需功率增加,意味著更需要關注轉換器的效率,以及供配電的功耗。一個問題是,隨著功率增加,轉換器的尺寸通常需要增大,這樣它們就不能放到處理器的附近。這個布局問題又會使電路板產生更多功耗。lJpednc

AI處理器的一個很好的例子是Nvidia SXM3,它採用了Vicor的分比式電源解決方案。這種解決方案可以提供超過1000A的峰值電流。鑑於這些器件具有小型化和纖薄的優勢,它們與傳統的VR相比可以放在更接近處理器的位置。lJpednc

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圖15:縮短VR與處理器的距離,可以降低I2R損耗。(圖片由Vicor提供)lJpednc

這些I2R損耗會降低效率並且發熱。他們繪製了400μΩ電路板的損耗(圖15)。從中可以看到,在200A時,電路板會損失10%的效率。lJpednc

當將他們的分比式電源解決方案用到與Nvidia解決方案中所用非常類似的橫向配置時,這些器件通常可將電路板的損耗降低90%。然而,隨著電流繼續增加,除了要縮小VR的尺寸外,還必須降低供電損耗。隨著處理器的電流消耗變大,計算能力提高,I/O的數量和速度都必須增加,因此,VR的尺寸成為非常重要的考慮因素。將VR(任何公司的VR)橫向放置在處理器的旁邊,會擋住往返處理器的重要通道。lJpednc

這是Vicor採用縱向供電(VPD)的原因。它差不多完全消除了供電損耗,並實現了無障礙連接處理器的四周。他們可以將他們用了10年的相同的分比式電源架構用到VPD VR中。他們的電流倍增器已從VTM發展到MCM(模塊化電流倍增器),再到目前的GCM,其正好是放在處理器的底部。這不僅僅可以實現供電,他們的GCM器件還可以包含關鍵的旁路電容,其正好位於處理器下面。lJpednc

Vicor最近宣布了與京瓷(Kyocera)公司合作,突顯了他們如何提供VR解決方案,而Kyocera則為客戶提供處理器的襯底(或封裝)設計。這項合作使得設計人員可以迅速利用他們的VPD VR解決方案。lJpednc

英飛凌(Infineon)和ADI

Infineon7

轉用48V拓撲架構是因為機架需要增加功率。當Nvidia去年推出DGX-2平臺時,他們完全轉用了48V。之所以採用48V解決方案,是因為截止功率是在10到20kW之間——在這種使用大電流的GPU架構中若超過了這個範圍,就必須儘可能把損耗降低。Infineon公司有多種解決方案,包括使用氮化鎵元件的設計,例如,他們有直接從交流電轉到48V的電源轉換方案就採用了氮化鎵元件。對於每個CPU/GPU來說,這一功率水平大約是每處理器500W,而每個處理器的電路佔板面積通常為10cm×10cm。lJpednc

在板卡方面,Infineon具有基於氮化鎵的半橋解決方案,以及傳統的矽基解決方案,具體取決於客戶所需的折中和考慮因素。Infineon也提供另一種好的解決方案來給客戶考慮使用:氮化鎵電晶體(參考文獻7)。lJpednc

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圖16:伺服器供電包括帶兩個交錯式高頻橋臂的圖騰柱AC-DC整流器,以及帶中心抽頭變壓器的LLC DC/DC轉換器。(圖片由Infineon提供)。lJpednc

如圖16所示,採用這種拓撲的48V系統,可以採用全橋整流實現。隨著計算架構逐漸轉用GPU來進行並行處理,每機架功耗將增加3倍到20kW或者更高。對於這一用例,採用12V電源的配電損耗過大。通常,採用GPU、高端FPGA和ASIC的加速卡,用來進行定製化AI工作。因此,在機架上提供48V電源越來越受歡迎,主要是因為效率優勢。lJpednc

在DC/DC級的原邊半橋採用35mΩ氮化鎵器件,可實現進一步改善。利用Qoss電荷低得多的優勢,以及諧振頻率及磁化電感的相關調整,系統效率大約可以提升0.3%。把變壓器設置改為矩陣架構,加上串聯初級線圈和並聯次級線圈,可以再提升0.3%效率。lJpednc

在PFC和LLC級取得改善後,在功率密度為30至35W/in3時,峰值效率可增加到98.5%。Infineon也正在與所有模塊化電源製造商合作,為它們提供解決方案授權。該公司仍然認為,12V伺服器還將長時間繼續主導伺服器市場。lJpednc

展望未來,Infineon認為中間12V總線將會下降到7V、6V或5V。在這些情況下,隨著頻率提高,解決方案的尺寸將會縮小,從而使電源可以更靠近處理器。在相同的功率包絡下,Infineon目前典型的功率級封裝面積為5mm×6mm和3mm×5mm。lJpednc

ADI13

ADI(亞德諾半導體)具有兩級的數據中心電源管理解決方案架構,即採用LTC7821實現48V-12V轉換,然後採用LTM4700(微型模塊)實現12V-0.xV轉換,此時電流為100A以上(多相)。lJpednc

第一步是用LTC7821實現48V到12V轉換——其輸入電壓範圍是40V至60V。由於開關頻率高達400kHz,而在開關節點處,電感所見電壓只有輸入電壓的一半,因此可以使用小型(0.75in×0.73in)2μH電感,例如SER2011-202ML。lJpednc

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圖17:LTC7821將48V轉到12V/25A,其開關頻率為400kHz。在功率密度為640W/in3的情況下,其佔板面積是1.45in×0.77in。lJpednc

布局

圖18是該總線轉換器的一種可能的布局,它使用了PCB的上下兩側,佔板面積為2.7cm2。當電流約為15A時,其效率接近98%。lJpednc

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圖18:圖17中LTC7821的電路布局。lJpednc

12V轉處理器電壓

下一步是從12V轉到處理器所需的電壓。這一步採用了LTM4700微型模塊。轉換器模塊可提供0.9V輸出,其開關頻率在325kHz到425kHz之間。增大電流可通過並聯多個模塊實現,例如採用4個LTM4700模塊,可實現8相操作,提供400A輸出。lJpednc

在12V輸入、1V/100A輸出、200LFM氣流時,該器件可不需要加散熱器,在大約73.4℃溫度下工作。同時,它提供了I2C、SMBus或PMBus接口。lJpednc

面向數據中心的蓬勃發展,設計人員可以從廣泛的電源管理解決方案中進行挑選。設計人員需要與客戶協作,針對他們的特定要求,設計出最好的解決方案。雖然設計當中會有妥協,但是,若設計人員能將自己的設計專長與電源IC公司廣泛且富有創造力的解決方案及其專家經驗結合起來,則必定可以設計出符合客戶要求的成功解決方案。lJpednc

參考文獻

1. The Future of Data Centers, CB Insights, Research Briefs, January 24, 2019lJpednc

2. How data centers will breathe life into 5G, Schneider Electric, CNBClJpednc

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FMTT, 1990lJpednc

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6. GaN enhancement for 48V DC/DC power conversion in servers and automotivelJpednc

7. GaN transistors address data center and telecom server power requirementslJpednc

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Seo, Ratul Das, and Hanh-Phuc Le, IEEE 2018lJpednc

10. A Dickson Resonant Switched-capacitor Converter with 「Indirect」 Resonant Core and Continuous Conversion Ratio, Shouxiang Li, Ningning Zhang, Shuhua Zheng, Wenhao Xie, KeyuelJpednc

Smedley, IEEE 2019lJpednc

11. Thermal design for a high density GaN-based power stage, Edward Jones, EDN, May 2019lJpednc

12. Thermal Design Guideline for Intel Processors in the BGA2 and Micro FC-BGA Packages for Embedded Applications, Intel, April 2002lJpednc

13. Hybrid Converter Simplifies 48 V/54 V Step-Down Conversion in Data Centers and Telecom Systems, Ya Liu, Jian Li, Sanhwa Chee, and Marvin Macairan, Analog Devices.lJpednc

本文為《電子技術設計》2019年8月刊雜誌文章。原文連結:Data center power in 2019lJpednc

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    ,2019 VS. 2018  我們結合2018年的數據中心網絡魔力象限來綜合分析,如上圖所示。  思科的旗艦數據中心網絡解決方案是以應用為中心的基礎設施(ACI),是業界領先的軟體定義網絡解決方案,可在保證應用靈活性的同時,實現數據中心自動化。Gartner預計,思科將繼續投資其產品組合,重點是將ACI擴展到多雲環境、400G交換機以及更好的分析和可見性。
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    選擇LDO級中所需要的PSRR將取決於用電源軌供電的ADC、DAC和放大器等元件的PSRR。一般而言,由於靜態電流較高,PSRR越高,LDO穩壓器的效率越低。CN-0345和CN-0385是兩個通過使用ADP5070實施此解決方案的參考設計示例。這些設計用於使用精密ADC(如18/20位AD4003/AD4020)進行精密多通道數據採集。
  • D類功放的電源解決方案:通用AC/DC輸入解決方案 (1)
    打開APP D類功放的電源解決方案:通用AC/DC輸入解決方案 (1) 發表於 2019-04-29 06:26:00
  • 採用超級電容器的備用電源解決方案
    採用超級電容器的備用電源解決方案 電子設計 發表於 2019-04-12 08:18:00 當主電源突然不可用時,臨時備用電源是各種應用的常見要求。
  • UPS不間斷電源就選存能電氣鋰電池UPS解決方案
    UPS不間斷電源就選存能電氣鋰電池UPS解決方案。UPS不間斷電源作為備電設備,其對電池產品的功率、可靠性和循環壽命向來有著極高的要求。存能電氣自主研發一系列高品質鋰電池UPS產品供電解決方案,在安全性、使用壽命、備電時間等方面都有極佳的表現。
  • 數據中心向虛擬化的平滑過渡解決方案
    在一個典型的數據中心中,相比真正較少的需求,提供更多的伺服器和存儲設備是非常常見的事情。這樣做的目的在於處理未來可能出現的高峰負載時段、滿足高可用性以及災難恢復的需求。這樣就會導致昂貴資源的巨大浪費。實際上,伺服器使用率通常都會低於25%,這也就是為什麼伺服器虛擬化在過去的幾年中發展極快的原因。
  • GaN(氮化鎵)將推動電源解決方案的進步
    思考這類問題時通常的思路是在現有組件中尋找解決方案—GaN開關,Si開關驅動器,高速開關控制器,以及功率電感器、變壓器和電容器等均是總體設計中的部件。生產電源產品的集成電路 (IC) 製造商如果能用共同設計的器件提供系統級解決方案,甚至在模塊封裝中集成多個晶片,就能夠大大提高了客戶的設計可能性。
  • 模擬電源設計的LDO低噪聲電源解決方案
    打開APP 模擬電源設計的LDO低噪聲電源解決方案 德州儀器 發表於 2021-01-08 11:13:39 工程師在為時鐘、數據轉換器或放大器等用於測試
  • 飛利浦心血管整體解決方案亮相2019年春季CMEF
    助力中國醫療系統提升心血管疾病診療水平  今天,在2019年春季中國國際醫療器械博覽會上,全球健康科技領導者飛利浦展示了其針對中國市場的「心血管整體解決方案」,憑藉高能、有效的心臟診療一體化系統,助力中國臨床醫生和醫療機構改善心血管疾病的診療結果、提高臨床工作效率、提升患者體驗,提高員工滿意度,降低醫護成本
  • 三相四線智能電錶的電源解決方案
    1、引言本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201608/295331.htm  傳統的三相四線制智能電錶,為解決高壓輸入及四線制的供電要求,採用3PCS工頻變壓器進行電壓變換,再通過整流及濾波電路實現直流電壓的輸出
  • LCD TV整體電源解決方案打造高效節能設計
    圖1:(a) 昂寶設計的LCD TV電源解決方案框圖的AC/DC部分;(b) 昂寶設計的LCD TV電源解決方案框圖的CCFL背光部分。 然而我國的技術現狀卻差之甚遠。面對這樣的機遇和挑戰,昂寶開發出了具有自主智慧財產權,高性能、低功耗的CCFL控制晶片和配套的AC/DC綠色電源管理晶片,提供LCD TV的全套綠色電源解決方案。 通常LCD TV的電源管理系統由電源轉換器、逆變器(背光電源)、信號處理系統三大部分組成,而昂寶專利技術覆蓋了電源轉換器、逆變器(背光電源)兩大主要部分。
  • 可穿戴設備四大電源管理解決方案匯總
    要保證可穿戴設備的時尚性,電路需要保持在極小的尺寸以內,這使電源管理等器件更傾向於採用單晶片解決方案。為應對電池技術難以解決續航時間的訴求,可穿戴設備有可能採用新型電源,例如對太陽能或熱能進行能量採集。   可穿戴設備電源的安全性也不可忽視,充電器需要考慮到各種保護措施。可穿戴設備電源還需要考慮充電精度、顯示驅動以及平臺兼容性等一系列的問題。
  • 一種蓄電池混聯型直流電源系統的解決方案
    直流電源是變電站的控制電源,也是實現電力系統自動化的重要設備。安徽新力電氣設備有限責任公司的研究人員程正年、趙小軍、何炳愚,在2020年第9期《電氣技術》雜誌上撰文,闡述了直流電源系統的運行現狀和系統優化的必要性,重點介紹了一種將電力操作電源和通信電源融為一體、蓄電池採用混聯方式的直流電源系統解決方案。
  • TPS60101用於低功耗系統的電源解決方案
    。50 μA的工作附加電流,0.05 μA的關斷漏電流,消耗電能很少;◇ 關斷模式下,穩壓電源輸出隔離,增加電源管理的可靠性;◇ 微型的TSSOP貼片封裝,減小應用電路體積。,並收到了滿意的效果。  這一系統是一種支持USB總線通信的移動無線數據採集裝置。系統採用8051內核的單片機作為中心控制器,擴展了無線數據採集模塊、Compact Flash卡數據存儲模塊以及USB總線收發模塊。系統嚴格要求低功耗,並具有可移動性,所以系統供電方式採用鋰電池供電。
  • 數據中心電源從宏觀到微觀的考慮因素
    電源是當今數據中心設施的命脈。因此,企業採用多種方法來部署其數據中心策略,以確保為數據中心設施提供有效的電力,使其客戶獲得***的價值。
  • 精密性能Max,這款雙極性電源解決方案你得了解
    在電隔離應用中,這些多通道儀器日益需要通道間隔離,其中電源必須在各通道上產生。此驅動解決方案需要的PCB尺寸越來越小,同時保持性能。在這些應用中實施低噪聲電源解決方案可能導致PCB尺寸比期望的大,和/或由於過度使用LDO穩壓器或濾波器電路而導致效率變差。
  • 400G:數據中心下一代解決方案?
    乙太網技術良性的發展了30年的時間,速度產生了超過4個數量級的狂飆突進,以至於發展到如今全球應用最廣泛的網絡技術,現在,40G/100G已經在2013年開始大規模商用,這個概念也開始被越來越多的數據中心所關注和使用,從10G的級別走到今天我們用了不到10年的時間,以目前的發展狀況和發展趨勢來看,數據的的硬體物理接口標準基本上每四年就要更新一次,也就是說,我們現在看來很牛的100G
  • 數字經濟啟動新引擎,科華恆盛成為數據中心「築基者」
    建設模塊化  全球知名的市場研究公司Omdia 於2020年初發布了《預製模塊化數據中心》報告,將部署速度確定為許多所有者和運營商的主要推動力:「傳統數據中心的部署需要18到24個月,而預製模塊化數據中心的供應商則可以在4到6個月內交付解決方案。」