芯耀
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前言：
近年來云計算、大數據、社交、移動等熱點不斷沖擊和影響著服務器市場，全球服務器市場也因此呈現出持續(xù)增長的態(tài)勢，中國服務器市場成為全球出貨量增長的源動力。
在現行電路中，絕大多數的負載工作在12V 以下的電壓下，轉換系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)都是有關高效而可靠的產生低壓/大電流。HVDC也能滿足這一條件，用一個BCM ? 總線轉換器，通過變比K為1/8或1/23的轉換產生 380V 到47.5V或11.875V 總線。 Vicor 的BCM總線轉換器是一個正弦波振幅轉換器（Sine Amplitude Converter TM， 即 SACTM），是一個零電壓/零電流開關拓撲的架構，是一個隔離非穩(wěn)壓的DC-DC轉換器。 除了輸入/輸出是直流電壓，SAC像一個具有固定輸入/輸出電壓比的交流變壓器。SAC可以說實現98%的轉換效率，同時由于SAC的軟開關技術，開關頻率超過了1MHz， 再實現如此高的效率的轉換之外還可以在一個ChiP 6123封裝中實現K=1/8即400V到50V 1750瓦的轉換,功率密度高達3000瓦/立方英寸。
圖3. BCM 轉換器功率轉換架構
根據ETSI規(guī)范，336V備份電池正常的工作范圍260V-410V，當AC-DC失電情況下，備用電池總線電壓因為放電而下降最低有可能為260V/8 即32V，我們需要在ETSI定義的滿量程電壓范圍內提供適配器或均衡器來保持48V的電壓軌穩(wěn)定，這里Vicor提供一個零電壓開關架構的升降壓（Buck- Boost converter）。這個Buck-Boost轉換器實現預穩(wěn)壓功能模塊及PRM （Post Regulation Module），在全型VI Chip 32.5mm*22mm*6.7 mm 實現600W，而在與RJ-45以太網插頭大小相近的半型尺寸的VI Chip可以實現300W的功率。在這兩種情況下，該結構可以保持高效率、并且無縫、動態(tài)使用多個供電源，可以是高壓整流柜的AC/DC、也可以算是再生能源或備用電池供電。
圖4. PRM升降電路架構
根據典型CPU負載與輸配電源計算三種不同配電方式的效率， 供電方式分別為AC-DC整流柜和滿足ETSI（260V-400V）的高壓直流（備用電池）供電方式。利用Vicor的 K=1/8 或K=1/32 的高壓BCM可以實現對傳統(tǒng)電路的改進，實現高效的高壓直流的轉換。Vicor ZVS Buck-Boost PRM應對ETSI規(guī)范的低壓降至260V時中間總線的變換。
圖9. 三種方案的功率鏈的效率分析
Vicor提倡優(yōu)化48V供電的優(yōu)化方案，及功率分比架構(Power Factory Architecture)。分比電源架構采用一個新異的功率轉換架構，實現典型DC-DC轉換器的調節(jié)、電壓轉換功能，并分比成單個元件，然后這些單獨元件可以設計成微型的Chip 封裝，這些微小的電壓穩(wěn)定專用的我們稱預穩(wěn)壓PRM (Post Regulation Module) 和電流倍乘VTM (即電壓變壓器， Voltage Transformer Module)。 PRM和VTM各司其職被安排在最佳的電源架構中。
圖14. VicorFPA架構48V供電方案
基于Intel VR12的規(guī)范開始，Vicor提供可以給完整的交鑰匙方案。Vicor 的VI Chip 或(SM) ChiP組成一個電源傳送鏈，采用一個獨立的VID控制器， 充當CPU和FPA電源鏈路之間接口的轉換器，這反過來利用有機的快速模擬控制回路提供了準確的CPU內核電壓。
圖15.采用48V-1.x處理器的FPA供電架構
通過這個VR測試板，Vcore 不需要單獨的48V-12V轉換器，需要注意的是我們在VTM輸出端子的也省去體積較大且笨重的的電解電容。 VTM可以盡量靠近CPU的插槽。
圖16.采用PI3751(PRM) 和VTM48MP020T88 實現48V-1.x處理器的FPA供電架構
采用Vicor的FPA架構，我們還可以利用VTM的正弦波振幅震蕩技術降低對主板的噪聲的。傳統(tǒng)的多項降壓電路需要多個給電感，這些電感的相對ZVS/ZCS的正弦波振幅有更大的噪聲干擾。
利用Vicor FPA架構，我們可以無需VID控制器實現ASIC 或通過其他的PMBus/AVS接口實現48V直接到處理器的供電方案。
圖19. FPA架構給ASIC 處理器供電
Vicor提供完整的電源解決方案所需的功率元件，并在產品的規(guī)劃不斷創(chuàng)新發(fā)展來提高功率密度和提高效率。
注意：附件原理圖以及PCB僅供參考，不可用作商業(yè)用途！
