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48 V中間バスコンバーター (IBC)

ハイパースケール データセンターおよびAIサーバー向けの高効率および高電力密度48 V配電ソリューション

概要

AIとそれに伴う高い電力要件に後押しされ、データセンターは複雑な電力変換プロセスが必要な48 V配電に移行しています。

このアプリケーションの高電力GPUおよびAI ASICの場合、変換プロセスは、バスバーからアクセラレーター カードまたはベースボードへの電源から直接供給することから始まります。次のステップでは、安定化または非安定化が可能な中間バスコンバーター (IBC) を介して中間電圧に変換されます。 プロセスの最後のステップは、二次変換におけるコア/PoL電圧への変換です。

アプリケーションの特殊性、アクセラレーター カードのスペースが極めて限られていること、必要な電力が非常に高いことなどから、高い電力密度と効率が必要です。 さらに、アクセラレーターICの負荷ダイナミクスは広く、ピーク電力は平均のほぼ2倍になります。 その結果、高い電力密度、効率、ピーク電力の組み合わせは、電力変換業界において大きなイノベーションとなっています。

インフィニオンは、効率、电力密度、ピーク电力、およびコスト要件に応じて、非安定化ソリューションを幅広く提供しています。

業界では、インフィニオンもサポートするSTCやLLCなど、多くのアプローチが採用されていますが、それぞれに限界があります。インフィニオンの特許取得済みのハイブリッド スイッチトキャパシタ (HSC) コンバーター ファミリーは、共振ZVS動作の利点と磁気降圧の利点を搭載しています。この手法により、部品の変動に対する高い耐性を実現し、広い入力範囲にわたって共振動作を保証します。出力電圧は、マルチタップ単巻変圧器 (MTA) の巻数比の選択によって設定されます。さらに、HSCは、AIアプリケーションに必要な高いピーク電流をサポートしながら、低リップルと低DC損失を提供します。 HSCファミリーのコンバーターは、オプションでXDP710ファミリーの保護コントローラーと連動するように最適化されており、スムーズな起動と幅広い保護機能を実現します。

インフィニオンが提供するハイブリッド スイッチトキャパシタのさまざまなバリエーションは、各アプリケーションの特定のニーズに対応するように設計されています。

また、インフィニオンは、滨叠颁アプリケーション分野で多くの规制付きおよび準规制トポロジーをサポートしています。

レギュレーションされたハイブリッド スイッチトキャパシタコンバーター (R-HSC) のトポロジーは、オープンループHSCコンバーターと同様に、共振ZVSの利点と磁気降圧の利点を兼ね備えています。 R-HSCの場合、レギュレーションはシグマ コンバーター アーキテクチャを使用して実現されます。 一方、DR-HSCとして知られる二位相安定化HSCは、共振2:1 ZSCとデューティサイクル変調を備えた3LFC-DPを組み合わせてレギュレーションを実現します。

どちらのアプローチも、规制付きまたは準规制付き出力ソリューションで高効率、电流密度、およびピーク电力能力を提供します。

AIとそれに伴う高い電力要件に後押しされ、データセンターは複雑な電力変換プロセスが必要な48 V配電に移行しています。

このアプリケーションの高電力GPUおよびAI ASICの場合、変換プロセスは、バスバーからアクセラレーター カードまたはベースボードへの電源から直接供給することから始まります。次のステップでは、安定化または非安定化が可能な中間バスコンバーター (IBC) を介して中間電圧に変換されます。 プロセスの最後のステップは、二次変換におけるコア/PoL電圧への変換です。

アプリケーションの特殊性、アクセラレーター カードのスペースが極めて限られていること、必要な電力が非常に高いことなどから、高い電力密度と効率が必要です。 さらに、アクセラレーターICの負荷ダイナミクスは広く、ピーク電力は平均のほぼ2倍になります。 その結果、高い電力密度、効率、ピーク電力の組み合わせは、電力変換業界において大きなイノベーションとなっています。

インフィニオンは、効率、电力密度、ピーク电力、およびコスト要件に応じて、非安定化ソリューションを幅広く提供しています。

業界では、インフィニオンもサポートするSTCやLLCなど、多くのアプローチが採用されていますが、それぞれに限界があります。インフィニオンの特許取得済みのハイブリッド スイッチトキャパシタ (HSC) コンバーター ファミリーは、共振ZVS動作の利点と磁気降圧の利点を搭載しています。この手法により、部品の変動に対する高い耐性を実現し、広い入力範囲にわたって共振動作を保証します。出力電圧は、マルチタップ単巻変圧器 (MTA) の巻数比の選択によって設定されます。さらに、HSCは、AIアプリケーションに必要な高いピーク電流をサポートしながら、低リップルと低DC損失を提供します。 HSCファミリーのコンバーターは、オプションでXDP710ファミリーの保護コントローラーと連動するように最適化されており、スムーズな起動と幅広い保護機能を実現します。

インフィニオンが提供するハイブリッド スイッチトキャパシタのさまざまなバリエーションは、各アプリケーションの特定のニーズに対応するように設計されています。

また、インフィニオンは、滨叠颁アプリケーション分野で多くの规制付きおよび準规制トポロジーをサポートしています。

レギュレーションされたハイブリッド スイッチトキャパシタコンバーター (R-HSC) のトポロジーは、オープンループHSCコンバーターと同様に、共振ZVSの利点と磁気降圧の利点を兼ね備えています。 R-HSCの場合、レギュレーションはシグマ コンバーター アーキテクチャを使用して実現されます。 一方、DR-HSCとして知られる二位相安定化HSCは、共振2:1 ZSCとデューティサイクル変調を備えた3LFC-DPを組み合わせてレギュレーションを実現します。

どちらのアプローチも、规制付きまたは準规制付き出力ソリューションで高効率、电流密度、およびピーク电力能力を提供します。

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