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数据中心电源管理方案
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武汉中电通

时间 : 2020-03-26 16:24 浏览量 : 1


       随着数据中心需要处理的数据流量越来越多,数据中心必须采用密度更高的服务器来取代原来的服务器,而高密度服务器相应地需要智能性更强、体积更小、散热更低的电源管理方案的支持,因为它可以在各种负载条件下保持最高的功率转换效率,这不仅可节约电能,以及大大降低散热成本,且对绿色环境的建设也是一种贡献。 国际整流器( IR )公司优化的电源管理方案正是为这一数据中心应用而量身定做的。IR针对数据中心的电源管理方案由以下几款电源管理器件组成:


       ①DirectFETMOSFET.


       ②电源监控芯片IR3721MTRPBF.


       ③XPhase相位芯片IR3507MPBF.


       ④XPhase控制芯片,包括IR3514MPBF和IR3502MPBF。


       由这些器件构成的电源管理方案具有功率密度较大、灵活性更高、双面冷却、实时功率监控等诸多特性。DirectFET功率封 装技术可以有效地减少与封装相关的损耗, 采用该系列器件可设计出满足最新一代高性能处理器需要的电源系统。与标准塑料分立封装相比, DirectFET的金属罐结构具有双面散热功能,因而可有效将高频DC/DC降压式转换器的电流处理能力增加一倍。采用该封装可以使MOSFET元件数目减少了60% ,并节省50%的电路板空间;它还可以使MOSFET的工作温度降至50°C ,从而提高了可靠性。


       IR3721MTRPBF是多功能输出功率监控芯片IR3721在65°C时的精度为2.5% , 利用IR的True Power专利技术精确捕捉动态功耗信息。与其他功率监控集成电路相比, IR3721可在稳压器负载侧监测动态功耗,显著改善其动态功耗测量精度。TruePower技术可避免动态误差,而采用独立的A/D转.换分别监控动态状态下的电压和电流。通过监测瞬态功率,功率系统可以在任何给定点及时准确预测系统散热。有了这个智能功能,功率系统可以管理负载的电气特性,限制其功耗并提前建立正确的冷却条件,优化了吞吐量,从而提高了性能。IR公司优化的电源管理方案就可以为数据中心应用提供行业标准的效率和性能,该方案具有功率密度大、灵活性更高、双面冷却、实时功率监控等诸多特性。XPhase是IR公司开创性的多相解决方案,它克服了目前固有多相结构中的缺点,把多相设计的简单性、扩展能力及性能提升到更高的水平,并提供了前所未有的灵活性,实现了在相位、电流、频率、效率、尺寸和成本之间的平衡。IR351 4MPBF、IR3502MPBF以及IR3507MPBF是IR最近推出的XPhase控制和相位芯片。


       IR3502能够为任意数量的IRXPhase相位IC提供整体系统控制和接口,每个XPhase相位IC可驱动并监控一个相位。IR3502的主要功能包括提供0。5%整体系统设定值精度和菊花链式数字相位时序,无需外部元件,就能达到准确的相位交错。IR3502和IR3507相位IC结合,可提供功率状态指示器(PSI)功能,以改善稳压模块(VRM)轻负载时的效率。IR3502包括许多系统保护功能及高度可编程能力,例如能够把时钟振荡器频率由250kHz设置为9MHz ,从而把每相的相位开关频率从250kHz提高至1。5MHz。IR3502是具有30MHz带宽和10V/μs快速转换率的高速误差放大器,它还改善了压降,有助于减少可能需要的外置热敏电阻。


       相位芯片IR3507具有PWM斜率的自校准功能,具有7V/2A栅极驱动器、相位故障检测器、电流检测放大器和电流共享放大器。另外,它能够产生与温度成比例的电压信号并反馈给VRHOT比较器,由此来监测过温。其他的特殊功能包括集成靴带式( boot-strap )同步PFET、支持低损耗的电流检测、可编程前馈电压模式控制、单线双向平均电流共享总线等。它与控制IC通过三线模拟总线连接,通过控制器和相位芯片间的点对点布线而缩短了彼此的互联,使寄生参数最小化,每相位仅需四个外围器件,印制电路板设计更简单。由这些控制芯片和相位芯片构成的新型XPhase芯片组可提供丰富功能和灵活的方式,与IR公司的电源监控芯片和DirectFETMOSFET器件一起可组成高密度服务器电源解决方案。


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