钛金Plus!纳微超高功率密度CPRS185 3.2kW服务器电源方案全解析

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发布时间:2023-08-15 01:05

要问今年最火的词是什么,ChatGPT 一定有一席之地。这款有问必答、一呼百应的 AI 应用席卷了整个互联网,而其背后 " 无名英雄 " ——数据中心服务器的需求也不断攀升。

强大的算力和持续应用加大了服务器电源的压力,主要有两点:

水涨船高的功率:服务器 GPU 和 CPU 功耗加剧使得其功率密度直逼 100W/inch ³;

愈发苛刻的效率:国家双碳目标,欧盟 2023 年实现钛金效率的新法规要求,使得服务器电源需要向更高效率的方向演进。

两手都要抓,两手都要硬。最新的 AI 服务器系统要求,服务器电源需在 CRPS185 尺寸下实现 3200W 的功率目标 ( 功率密度逼近 100W/inch ³ ) ,为实现在该功率密度下对应的热要求, 钛金牌 ( Titanium ) 效率是 CRPS 3200W 服务器电源必须要实现的一个性能指标。

得益于高频、高效的特点,氮化镓 ( GaN ) 成为了功率密度更高、效率更高、性能更强的电源材料首选。纳微半导体率先向行业推出了基于纳微 650V GaN IC 的 CRPS185 3200W 钛金牌 Plus 效率服务器电源解决方案。

性能指标

·  标准 CRPS185 尺寸

73.5mm ( 宽 ) *40mm ( 高 ) *185mm ( 长 )

·  钛金 Plus 效率

峰值效率>96.52%,  

效率>96%@20%~60% 负载

· 保持时间

10ms@3200W, 12ms@2700W

· 工作温度

-5 ℃ ~55 ℃

· 功率密度

98W/inch ³

· EMI

Class A

拓扑方案

效率曲线

纳微 CRPS185 3200W 钛金 Plus 方案可以满足钛金 Plus 的效率要求 ( 包含 Vsb 损耗 ) :

效率大于 96%@20%~60% 负载

其中峰值效率为 96.52%,半载下效率为 96.3%。

如此平坦的效率曲线,尤其是20% 负载下依然能实现 96% 以上的效率,得益于 GaN 的使用。GaN 的低开关损耗,极大地提高了轻载下的效率。

节能减排

相较于钛金效率方案,纳微提出的钛金 Plus 效率方案为客户带来更多的经济效益和节能减排。如上表所示,纳微提出的钛金 Plus 效率在 20%~60% 效率大于 96%,在 20% 负载下,比传统钛金效率要高 2%。

以一台服务器电源常年工作在 30% 负载计算,采用钛金 Plus 方案:

每台 CRPS   3200W 钛金 Plus 电源3 年可以节电 757 度电,即节省电费 454 人民币,给数据中心客户带来巨大经济收益。

每台 CRPS   3200W 钛金 Plus 电源可减少 755 千克二氧化碳排放和 303 千克标准煤的使用,极大助力国家双碳目标和节能减排。

热能数据

在 55C 环温下,纳微 CRPS185 3200W 钛金 Plus 方案可以满足 IPC9592B 的降额要求。

器件优势

纳微 CRPS185 3200W 钛金 Plus 方案采用了纳微最新的 650V Toll 封装 GaN IC 产品。与传统 Si MOSFET 相比,纳微该系列 GaN 具有如下优越性能特点:

·  纳微 GaN 集成了驱动,有效解决了 E-Mode GaN 驱动较为敏感脆弱的问题,大大简化了工程师的设计难度,大幅提高了电源系统的可靠性。

· 纳微 GaN Vds 耐压为 650V   @continuous,800V@transient

· 开通和关断速度 ( 即 Turn   on&Turn off dV/dt ) 可调

·  低 Qg,低 Co,无反向恢复损耗 Qrr 等

·  具有极低的开关损耗

·  具有 SCP 短路电流保护功能

应用领域

除数据中心服务器外,

纳微 GaN-based CRPS185 3200W 钛金 Plus 效率电源设计方案还可以广泛应用在:

· 交换机 / 路由器电源  

· 通信电源

· 其他算力电源等应用中

助力客户节能增效,加速超高功率密度高效率电源产品的研发。

如有需要样品

请联系纳微

邮箱:

china_distributor@navitassemi.com

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