
采用键合线和片上焊接SMD元件的GaN转换器芯片演示器;芯片面积:2.5 × 1.7 mm2。
随着数据中心的规模日益庞大,能耗亦与日俱增,这一发展趋势催生了对新型电源设备的迫切需求。在此背景下,一款新颖的转换器应运而生,它能够为数据中心负载点提供高效且紧凑的电源供应。
在数据中心分布式电源架构里,提供负载点(PoL)的DC/DC(降压)转换器是关键组件之一。为契合这些需求,总部设于柏林的费迪南 - 布朗研究所(FBH)精心研发出一种基于氮化镓的降压变换器。此变换器新颖独特、高效节能且结构紧凑,可在高达200 MHz的甚高频(VHF)范围内稳定工作。去年,在巴黎举办的第54届欧洲微波会议(EuMC)上,相关研究人员首次在一篇论文中对该变换器展开了深入探讨。
该模块涵盖了一个GaN半桥转换器MMIC,集成了驱动器,还配备了片上焊接SMD帽和电感,以此确保连接线路达到最短。该芯片与混合低通输出网络(空芯电感器、SMD帽)协同运作,共同构成带有同步整流器的降压转换器,从而为数据中心的负载点提供高效且紧凑的电源。
紧凑的GaN降压转换器MMIC(驱动集成的10毫米半桥功率级GaN - HEMT)以及混合输出网络被安装在AlN单层载波散热器上,旨在实现电源管理的最优化。值得一提的是,GaN芯片和AlN载流子均是在FBH的洁净室中制备而成。
此外,FBH还推出了一系列全新的安装技术,诸如在电源级上采用"电容桥"的3D集成技术,或是在GaN芯片上进行SMD焊接等。这些技术能够最大限度地减少感应回路,保障功率转换器在200 MHz的异常高频环境下仍可稳定可靠地运行。
在200 MHz开关频率的条件下,该降压变换器在32 V直流输入电压(Vdc_in)时,功率转换效率(PCE)高达71%。在输出22 W直流功率时,已成功达到13 V的输出电压。在100 MHz时,当从35 V转换至14.5 V、功率为29 W时,PCE峰值可达80%。即便在进行从38 W到19 V(48 Vdc_in)的最大转换时,PCE依然能够达到75%。
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