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方案甄选 英诺赛科12kW 全GaN AIDC三电平 + 磁集成 + 同步整流 + 顶部散热 高效率 高功率密度外围极简

各位工程师朋友大家好,我是电源网黄亭。随着现代AI时代的到来,我们对电力的需求也越来越高,所以现在越来越多的系统已经改成AI DC的供电方式,比如HV 800V供电。而HV 800V要转成我们需要的54V、48V、12V,就需要一种高效率的变换器来实现。

今天拿到的这个是英诺赛科推出来的800V转48V的DCDC,这个板的功率是12kW,尺寸差不多一个巴掌大一点点。

英诺赛科为该方案提供了相关资料,详细资料您可以向官方微信客服索取。本文首先对DEMO进行讲解。

一、DEMO 实物图

二、DEMO 介绍

我们直接来看这块板。长度大概在120mm左右,功率部分的宽度其实只有60mm,尺寸非常小。在这么小的体积下,它做到了12kW的功率。

输入端是800V,经过共模滤波后进入辅源,再到母线。整个架构是三电平串联,用650V的GaN在800V母线上工作,高压侧用的是英诺赛科650V的GaN,低压侧则是100V的GaN。原边采用三电平架构,每一路的变压器做了磁集成,两个集成在一个磁芯上,单路是6kW,两路并联就实现了12kW。后面是每路整流之后再并联出来,这里是两路输出,这边对应一路,那边对应一路,整个板子看起来非常简洁。

开关频率跑到400KHz,对于GaN来讲,在这个频率下工作完全不是问题。这块板是16层板,整个做了磁集成,所以体积小、功率密度很高。大家可以看到这个地方,晶片是直接裸露出来的,上面是裸铜,方便散热,这也是GaN的一种特有封装,非常稳健。低压侧的GaN也用了同样的裸露晶体封装。后续如果真正装机的时候,这个地方直接装上水冷板,就可以很高效地把热量带走。

稍后我们在进行实测的时候,采用风扇来进行散热就可以了。目前这块板是没有装散热器的,在实际应用中我们会装水冷板,现在只是用裸板来做一个测试验证。

我们看一下反面,在反面其实没有很多复杂的器件,这是控制器,这是辅源的控制器,这边是驱动,这边都是供电和驱动,整个板子非常非常简洁。

三、实测数据

接下来我们来进行实测,因为这个DEMO板是12kW的,但它是两路并联,所以我们测其中一路,测到6kW也能反映整机的一个效率。我们先把它接到功率分析仪,引入电源,这样在功率分析仪上可以实时看到效率表现,同时在上位机上也会扫描效率曲线。我们先看功率分析仪的表现,再看效率曲线。

(一)效率测试

外部接了一个风扇来进行板端散热,同时接了一个辅源,先把风扇开起来,然后给电源上电。可以看到输入电压已经上来了,800V的电压。输入端1通道测的是输入电压、电流和功率,2通道测的是输出电压、电流和功率,现在输出是50.1V,还没有带负载。

我们开始带载,电流上升非常快,10A的时候效率已经到了96%。随着功率上升到1kW,效率达到97.8%,接近98%。

到3kW半载左右,效率已提升至98.5%左右,表现非常好。继续上升到3.6kW,依然稳定在98.5%,后续效率非常平稳。

到4.7kW时效率仍有98.3%,5.6kW时为98%,满载6kW基本维持在97.9%到98%之间。

整个带载过程中,效率表现非常出色,各功率段都很稳定。

(二)效率曲线

现在效率曲线已经扫完了,我们看一下上位机上的表现。最高效率已经到了98.49%,接近98.5%。在半载左右,整个效率基本上都在98.5%左右,半载效率非常高。

随着负载增加,到满载这边也有97.9%的效率,满载表现同样非常好。而且在轻载阶段,500W以上就已经到了96%以上了。整个效率曲线看起来,整机的效率表现非常好。

四、免费申请资料

英诺赛科为该方案提供相关资料,您可以向官方微信客服索取。

申请方式:

添加官方企微,即刻免费领取

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