分比式電源架構(gòu)模塊可實現(xiàn)高效48V直接到PoL(CPU、GPU、ASIC和DDR內(nèi)存)解決方案

Vicor公司今天宣布其最新一代48V直接到PoL(負(fù)載點)電源組件。這些模塊可以直接為低電壓大電流的CPU、GPU、ASIC和DDR內(nèi)存從48V配電母線供電，實現(xiàn)前所未有的功率密度、轉(zhuǎn)換效率，降低系統(tǒng)配電損耗。由于在功率轉(zhuǎn)換引擎、控制系統(tǒng)和模塊化電源技術(shù)的進(jìn)展，在2016 OCP 峰會上谷歌宣布了其推廣48V服務(wù)器和配電基礎(chǔ)設(shè)置計劃，Vicor的最新48V模塊被作為數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)。Vicor總裁兼首席執(zhí)行官Patrizio Vinciarelli表示：“通過開發(fā)其48V服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施，谷歌開創(chuàng)了綠色數(shù)據(jù)中心。同時通過推進(jìn)開放的48V機架標(biāo)準(zhǔn)，谷歌正在減少全球云計算電力占地面積。”

高效、密集、具有成本效益和可靠的配電是數(shù)據(jù)中心及其他分布式電子應(yīng)用的一個重要元素，例如自主駕駛車輛和LED照明設(shè)備。雖然較高配電母線電壓具有一些眾所周知的好處(較細(xì)的電纜和母線、較低的配電損耗、較小的存儲電容器)，特別是48V，不需要特殊安全預(yù)防措施，但傳統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換方法無法高效率或緊湊地從48V母線將電源轉(zhuǎn)換成CPU或GPU需要的低電壓(如3.3V、1.8V和0.8V)和大電流(如95安培)。因此，CPU功率轉(zhuǎn)換已習(xí)慣于依賴12V配電。不過，12V母線必須攜帶48V母線所攜帶四倍的電流，并且，因為配電損耗是電流平方的函數(shù)，在12V母線上損耗的功率可能多達(dá)48V母線損耗的16倍。由于48V母線比傳統(tǒng)的12V方式效率更高，在一個小空間內(nèi)，Vicor的從48V直接為負(fù)載點供電的產(chǎn)品系列有助于設(shè)計人員實現(xiàn)具有高轉(zhuǎn)換效率、高功率密度和低配電損耗的綠色配電系統(tǒng)解決方案。

Vicor的最新一代48V直接到PoL模塊包括Cool-Power PI3751-02升降壓、預(yù)穩(wěn)壓器模塊(“PRM”)和VTM48Kp020x電流倍增器模塊(“VTM”)。PRM可接受來自48V分布式母線的輸入(Vin高達(dá)55V)，并產(chǎn)生受控的“分比式(factorized)”母線電壓供給VTM;VTM輸出電壓為其輸入電壓的1/24，而電流為輸入電流的24倍，傳送給CPU。在負(fù)載端最高可以采用48倍的電流倍增，可以實現(xiàn)高的效率、高密度和寬帶寬，以及獨特的分比式電源屬性。在需要遙測和數(shù)字控制的應(yīng)用中(如CPU、GPU、ASIC和DDR4內(nèi)存應(yīng)用)，Vicor PI3020數(shù)字控制和遙測器件可以與VTM/PRM對一起使用。PI3020的特點之一是PMBus[a] 和SVID控制接口完全支持服務(wù)器處理器電源VR13，以及針對VR12.5和VR12.0設(shè)計的向后兼容性。

PRM采用10 mm × 14 mm LGA封裝的MHz ZVS降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可提供高達(dá)240瓦功率，效率為98%。VTM的MHz ZVS/ZCS正弦振幅轉(zhuǎn)換器(“SAC”)可通過大于400 A/in2電流密度的模塑13mm × 23mm ChiP封裝提供高達(dá)95安培的連續(xù)電流和高達(dá)190 A的峰值電流。

VTM具有非常低的輸出阻抗，允許用戶去掉負(fù)載點的大容量電容器。此外，只有大電流VTM需要靠近CPU;PRM可以放在遠(yuǎn)處。并且，傳統(tǒng)降壓穩(wěn)壓器解決方案需要足夠的相數(shù)來處理在“加速(turbo)”或“提升(boost)”模式下工作的CPU所要求的完全瞬態(tài)電流，而VTM自己的加速模式可在長達(dá)10ms提供高達(dá)兩倍的額定持續(xù)電流，從而適應(yīng)瞬態(tài)CPU操作模式，而無需犧牲系統(tǒng)功率密度和成本。

Vicor開創(chuàng)了48V直接到PoL功率轉(zhuǎn)換。這些最新一代產(chǎn)品擴展了VTM和PRM模塊系列，每一代都有實質(zhì)性的改進(jìn)。事實上，在過去十年里，每兩年Vicor將轉(zhuǎn)換器功率損耗平均減少了25%，同時增加了功率密度。相比使用傳統(tǒng)“多相”降壓穩(wěn)壓器解決方案，分比式電源提供了卓越的效率、密度、瞬態(tài)響應(yīng)和噪聲性能。第三方研究最近證明，VTM的噪聲頻譜比傳統(tǒng)多相降壓穩(wěn)壓器低一個數(shù)量級。

除了其分比式電源系列PRM和VTM，Vicor的48V輸入PoL產(chǎn)品組合包含整個調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的生態(tài)系統(tǒng)，例如其PI35xx系列Cool-Powe ZVS降壓穩(wěn)壓器，也適用于直接從48V母線為種類繁多的負(fù)載，以及輔助電源軌供電。在任何電源系統(tǒng)應(yīng)用中——從分布式到集中式——Vicor的系列模塊化DC-DC和AC-DC電源組件，當(dāng)然還包括電源組件設(shè)計方法和PowerBench在線工具，有助于電源系統(tǒng)工程師快速配置和實現(xiàn)具有現(xiàn)場驗證可靠性、可預(yù)見性和業(yè)界領(lǐng)先的性能、密度、效率和經(jīng)濟性的完整系統(tǒng)。