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通過(guò)100V增強(qiáng)型氮化鎵晶體管實(shí)現(xiàn)直直變換器設(shè)計(jì)方案

發(fā)布時(shí)間：2021-04-02 14:08:56 點(diǎn)擊次數(shù)：206

跟著全球?qū)?shù)據(jù)需求的不斷添加，這看似失掉控制，但已成為數(shù)據(jù)通訊體系中人們不得不去處理的真正問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心和基站，充滿了通訊處理和存儲(chǔ)處理，在電力基礎(chǔ)設(shè)施，冷卻和能量貯存方面現(xiàn)已到達(dá)了體系的極限。但是跟著數(shù)據(jù)流量持續(xù)添加，人們安裝了更高功率密度的通訊和數(shù)據(jù)處理電路板，吸取更多的電能。如圖1所示，2012年，在信息和通訊技能部門總用電量中，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的通訊電源用電量高達(dá)35%。到2017年，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心將運(yùn)用50%的電量，并且跟著時(shí)間的推移，這種狀況會(huì)愈演愈烈。

處理這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)計(jì)劃是從頭構(gòu)建數(shù)據(jù)中心體系，從原來(lái)背板上面分布式12V電源變到現(xiàn)在48V電源。就在最近，2016年3月份，美國(guó)的谷歌公司宣布將會(huì)加入敞開核算項(xiàng)目，奉獻(xiàn)該公司自2012年以來(lái)在運(yùn)用48V分布式電力體系方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這在處理問(wèn)題的一起又產(chǎn)生了一個(gè)新的挑戰(zhàn)：關(guān)于通訊和數(shù)據(jù)卡的電力規(guī)劃師們，他們?nèi)绾文茉?/font>48V供電直直變換器中實(shí)現(xiàn)更高的功率，更小的體積，一起進(jìn)步電源的功率等級(jí)呢？

在當(dāng)今的架構(gòu)中，經(jīng)過(guò)選用12V的背板，工業(yè)界能夠運(yùn)用具有非常好的品質(zhì)因數(shù)特性的40VMOSFET來(lái)滿意高開關(guān)頻率，傳輸高功率以及高功率密度。選用48V背板迫使直直變換器規(guī)劃師們運(yùn)用100VMOSFET，由于它們具有更高的品質(zhì)因數(shù)，因而本質(zhì)上導(dǎo)致了功率的降低。但是，100V增強(qiáng)型氮化鎵晶體管能夠滿意直直變換器規(guī)劃師關(guān)于傳輸更高功率，更高頻率計(jì)劃的要求和挑戰(zhàn)。如表1所示，品質(zhì)因數(shù)值比照。

從表1中能夠看到，相比照于40VMOSFET，100VMOSFET的品質(zhì)因數(shù)值添加了2.3倍，門極驅(qū)動(dòng)功耗添加了2.4倍。但是，100V氮化鎵增強(qiáng)型功率晶體管卻顯示出格外好的開關(guān)功能，其品質(zhì)因數(shù)值乃至比40VMOSFET還要小。這些能夠使得48V高功率密度通訊處理電源在直直變換器架構(gòu)中到達(dá)高功率和高開關(guān)頻率的要求。

根據(jù)氮化鎵晶體管48V→12V直直變換器規(guī)劃

為了比照氮化鎵技能和硅技能的實(shí)踐功能，本文選用氮化鎵晶體管規(guī)劃了一個(gè)48V轉(zhuǎn)12V直直變換器。在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，選擇了加拿大氮化鎵體系公司(GaNSystems)的晶體管GS61008P。該器材杰出的電氣特性可協(xié)助實(shí)現(xiàn)高開關(guān)頻率和高功率。其嵌入式封裝技能，GaNPX?，使得封裝上面具有很低的電感，并實(shí)現(xiàn)整體很低的環(huán)路電感，進(jìn)而減少噪聲，損耗，進(jìn)步了功率