1/4磚提高標(biāo)準(zhǔn)的功率密度，效率

眾所周知，中間總線(xiàn)架構(gòu)(IBA)在現(xiàn)代服務(wù)器，工作站和電信設(shè)備共同被通過(guò)各種隔離的DC / DC轉(zhuǎn)換器稱(chēng)為磚塊啟用。通過(guò)提供較低的直流母線(xiàn)電壓，這些磚讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠快速建立高效率，高密度，負(fù)載點(diǎn)的非隔離(POL)降壓穩(wěn)壓器用于驅(qū)動(dòng)各種電子負(fù)載，如微處理器，F(xiàn)PGA和ASIC的跨系統(tǒng)板。構(gòu)建POL調(diào)節(jié)器的任務(wù)是更簡(jiǎn)單的，因?yàn)楝F(xiàn)在的降壓比越小。近日，在技術(shù)展區(qū)文章“更高功率，效率和密度八分之一磚轉(zhuǎn)換器”它表明，八分之一磚轉(zhuǎn)換器正在開(kāi)發(fā)更多的權(quán)力來(lái)自同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2.3×0.9英寸(58×23 MM)封裝具有較高效率，數(shù)字控制，并降低成本。其結(jié)果是，這些磚輸送的功率和四分之一磚中的功能顯著較小第八磚外形與競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格較高的效率和密度。同時(shí)，磚制造商也紛紛提高了四分之一磚的性能和功耗，因?yàn)橄到y(tǒng)板需要更多的功率，更快的響應(yīng)速度和更高的效率。此外，像的PMBus接口被添加為數(shù)字控制。在從制造商，如崔探索改進(jìn)1/4磚，通用電氣關(guān)鍵電源，村田電源解決方案，倍兒電源解決方案，和Vicor公司等等，本文將介紹如何四分之一磚升職處理半橋和全磚的任務(wù)。

提高標(biāo)準(zhǔn)

懷格，例如，正在推動(dòng)功率包絡(luò)更高，同時(shí)提高了效率欄。最近，該公司已擠輸出功率為850W¯¯從一季度磚尺寸為> 98%的峰值效率。對(duì)Vicor的VIBrick®IBC系列的一部分，IB050Q096T70N1-00可以在最少的空間以前所未有的效率和瞬態(tài)響應(yīng)提供最大可用功率。提供為一個(gè)簡(jiǎn)易升級(jí)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的5：1固定比例轉(zhuǎn)換器，在IBC模塊工作在36至60 V的輸入電壓范圍內(nèi)2250 VDC隔離從輸入到輸出。模塊同時(shí)實(shí)現(xiàn)非常高的峰值效率(圖1)。它的額定功率為高達(dá)80 A，但對(duì)于850 W的輸出的輸入電壓范圍是55到60V。同樣地，對(duì)于550 W的輸出，所述直流輸入范圍是36至54 V.根據(jù)供應(yīng)商，2.30 x 1.45 x 0.42英寸的四分之一磚模塊的開(kāi)放式框架結(jié)構(gòu)便于上面的模塊下方的氣流，以減少下游組件的溫升。因此，它產(chǎn)生的熱受限的系統(tǒng)中最大可用功率，使設(shè)計(jì)人員能夠節(jié)省寶貴的電路板空間，并實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在65°C的環(huán)境只有400 LFM氣流。每Vicor的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表，在IBC模塊采用專(zhuān)有的正弦振幅轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在更高的頻率切換，以提高功率密度和效率的同時(shí)，減少瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間由10結(jié)果的一個(gè)因素，它省去了穿過(guò)中間大電容總線(xiàn)。

圖1：Vicor的VI BRICK IBC 1/4磚表現(xiàn)出98%的峰值效率在55°C的環(huán)境溫度。結(jié)合其專(zhuān)利索盧斯電源拓?fù)?，崔也帶?dòng)了NQB系列1/4磚旨在滿(mǎn)足電信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心使用的中間總線(xiàn)轉(zhuǎn)換器的上漲動(dòng)力要求的功率密度。作為公司的Novum酒店高級(jí)電源產(chǎn)品組合的一部分，NQB系列能夠從36至60 VDC的輸入電壓范圍內(nèi)支持高達(dá)720W¯¯在四分之一磚足跡與12 VDC的輸出，同時(shí)提供了大于96%的效率。的NQB產(chǎn)品將最終支持更寬的輸入范圍，以及9.6伏的輸出。其他功能還包括選擇DOSA足跡兼容性，遠(yuǎn)程開(kāi)/關(guān)和負(fù)載共享能力。

數(shù)字控制

對(duì)于數(shù)字控制，供應(yīng)商提供的NQB-D系列，它采用32位ARM微控制器與功率優(yōu)化的固件，以最大限度地提高和扁平化的應(yīng)用中負(fù)載條件差別很大的效率曲線(xiàn)。此外，PMBus的1.2版接口可用于遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，以及配置磚輸出電壓，電壓裕度，故障管理，精確延時(shí)加速，以及啟動(dòng)/停止。同樣，通用電氣關(guān)鍵電源已納入公司的高功率梭子魚(yú)線(xiàn)，它提供了全面監(jiān)管的DOSA標(biāo)準(zhǔn)的四分之一磚封裝的數(shù)字控制。 PMBus的武裝梭子魚(yú)磚旨在提供9.6至12 VDC中間總線(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)非隔離負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。用36至75伏直流輸入范圍，12伏直流輸出QBDW025A0B額定的300瓦(圖2)的輸出功率。它支持在PMBus 1.2規(guī)范的命令的子集。支持的命令進(jìn)行了詳細(xì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表所述。使用的PMBus編程控制器參數(shù)可以被存儲(chǔ)為默認(rèn)供以后使用。的四分之一磚QBDW025A0B包含用來(lái)存儲(chǔ)配置設(shè)置和比例因子非易失性存儲(chǔ)器。

圖2：GE關(guān)鍵電源的DOSA標(biāo)準(zhǔn)的四分之一磚QBDW025A0B，梭子魚(yú)系列中的一員，額定300瓦的12伏直流輸出電源。要達(dá)到96%或更高的效率，梭子魚(yú)磚將同步整流以及創(chuàng)新的包裝。因?yàn)檩敵鐾耆珡妮斎敫綦x，它允許多功能極性的配置和接地連接。此外，通過(guò)內(nèi)置在輸入和輸出濾波，直流/直流轉(zhuǎn)換器減少了外部過(guò)濾。梭子魚(yú)磚的輸出過(guò)電流保護(hù)，過(guò)壓和過(guò)熱。對(duì)于更高的功率要求，QBDW025A0B電源模塊提供了并行操作的可選功能。它提供了一個(gè)精確的，強(qiáng)制的輸出電壓負(fù)載調(diào)整下降特性。據(jù)GE，輸出設(shè)定值和下垂斜率經(jīng)過(guò)工廠校準(zhǔn)，以確保多個(gè)模塊的負(fù)載調(diào)節(jié)特性的最佳匹配。為實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)的要求，在數(shù)據(jù)表是很好的解釋。其他選項(xiàng)包括一個(gè)底座故障關(guān)機(jī)后的散熱管理和自動(dòng)重啟。在自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流的環(huán)境下使用的基板提高了散熱性能。另外，它也允許單元被部署在所述基板被連接到一個(gè)大的熱沉，或者冷板傳導(dǎo)冷卻的應(yīng)用程序。

更寬的輸入電壓范圍

正常情況下，輸入電壓范圍為磚型轉(zhuǎn)換器2：1，這意味著最大工作電壓約為最小兩次。典型的例子是18至36 V和36至75。然而，對(duì)于像村田電源解決方案和貝爾電源解決方案應(yīng)用設(shè)備可以部署的環(huán)境中，所提供的電壓可以是相當(dāng)不同的，制造商提供的超wide-車(chē)型輸入電壓范圍。在這些產(chǎn)品中，所述輸入范圍可以是3：1或更寬。一個(gè)很好的例子是村田制作所的四分之一磚轉(zhuǎn)換器UWQ-12/20-T48。專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)回程，范圍廣泛的網(wǎng)絡(luò)，以及其他電信應(yīng)用程序，它接受輸入1860 VDC從DOSA兼容開(kāi)放框架四分之一的四分之一磚封裝僅58.4 x 36.8占領(lǐng)提供12 VDC在20 A x 11.7毫米(2.3×1.45 x 0.46英寸)。提供精確的負(fù)載和線(xiàn)路調(diào)整，該單元可確保輸出電壓不根據(jù)負(fù)荷的變化而變化超過(guò)±1.25%。典型效率是92%，而多達(dá)三個(gè)單元可以并行操作以提供冗余或負(fù)載共享更高出功率(圖3)。除了開(kāi)/關(guān)控制，提供遠(yuǎn)程，四分之一四分之一磚轉(zhuǎn)換器提供過(guò)電流保護(hù)，過(guò)溫度，輸入欠壓，輸出短路。此外，可選的底座可用于傳導(dǎo)冷卻。

圖3：村田制作所的隔離1/4磚可以同時(shí)獲得更大的輸出電流連接。在UWQ系列，村田還增加了1/4磚，4：1輸入功能。一個(gè)這樣的成員是UWQ-12/17-Q48具有1875 VDC的標(biāo)稱(chēng)48 V輸入的輸入范圍。固定-DC輸出為12 V在17 A電流。其他功能包括遠(yuǎn)程開(kāi)/關(guān)控制，DOSA兼容的引腳輸出和外形，豐富的自我保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，輸入欠壓，電流限制和熱關(guān)斷。同樣，倍兒電源解決方案已準(zhǔn)備好指定的UIQ，以解決18 V的寬直流輸入75 V和產(chǎn)生的直流輸出DOSA兼容240W的四分之一磚系列12，5，或3.3 V型UIQ48T20120，例如，提供12 VDC，20 A和超過(guò)92%的效率。它是專(zhuān)為操作在具有有限氣流和增加的環(huán)境溫度下系統(tǒng)量身定制的。此外，該磚模塊采用的散熱器，它提供了冷板和散熱選項(xiàng)(圖4)的有效熱界面。

圖4：貝爾電源解決方案“DOSA兼容的四分之一磚UIQ48T20120設(shè)有散熱片，進(jìn)一步提升了轉(zhuǎn)換器的熱性能。綜上所述，四分之一磚DC / DC轉(zhuǎn)換器的新標(biāo)準(zhǔn)功率密度，轉(zhuǎn)換效率和熱性能，同時(shí)在電路板上增加更多的功能。其結(jié)果是，它們被處理體之前分配給一半和完全磚塊那個(gè)任務(wù)。