高功率密度服务器电源模块化设计白皮书

高功率密度服务器电源模块化设计

概述

• 适用范围：基于GaN器件应用的服务器供电模块。
• 目标受众：服务器电源研发工程师、服务器研发工程师和电子器件工程师。
• 技术背景：碳中和已成为全球焦点，第三代半导体（如GaN）因其高效率和高功率密度成为关键。GaN器件在服务器电源中的应用有助于提高能效和功率密度。

GaN功率半导体

• 技术发展：GaN器件在高频化方面优于硅基器件，能够实现更小的磁材尺寸和更高的效率。
• 产品特性：
  • 结构特性：GaN采用HETM技术，具有更高的电子迁移率，实现更低的导通阻抗和开关损耗。
  • 参数特性：GaN器件的栅极电容、漏源电容、导通损耗和反向恢复损耗均低于硅基器件。
  • 技术趋势分析：GaN器件的集成驱动和封装散热设计不断优化，其中E-mode器件在高频开关应用中表现出色。

服务器电源应用

• 应用领域：GaN在高功率密度（2400W以上）和高能效电源产品中的应用。
• 优势：GaN在无桥PFC架构和高频小型化应用中具有不可替代的优势，特别是在钛金效率电源中。

模块化电源方案

• 物理结构：模块化设计考虑了PFC模组、DC/DC模组、辅助源模块和控制板模块。
• 拓扑架构：详细介绍了PFC和DC/DC拓扑的选择，以及相应的技术特点和扩展性。

电源整机性能

• 电气性能：包括电气特性和生产制造要求。
• 散热性能：考虑了散热设计和制造工艺。

实测数据参考

• 波形数据：提供了LLC和PFC工作波形的实测数据。

关键要点总结

• 目标：通过模块化设计加速GaN功率器件在服务器电源中的应用。
• 关键技术：GaN的高频化、集成驱动和封装散热设计。
• 应用场景：高功率密度和高能效电源产品，特别是钛金效率电源。
• 模块化设计：涵盖PFC模组、DC/DC模组、辅助源模块和控制板模块的设计与优化。