Firma Efficient Power Conversion zaprezentowała projekt referencyjny systemu zasilania o mocy 5 kW do serwerów AI i centrów danych. Został on oparty wyłącznie na tranzystorach mocy GaN i składa się z dwóch bloków: stopnia wejściowego PFC (EPC91107KIT) oraz izolowanego konwertera DC/DC (EPC91110KIT). System realizuje konwersję napięcia sieciowego 240 VAC do napięcia magistrali pośredniej 400 VDC, a następnie do napięcia wyjściowego 50 VDC, wykorzystywanego w systemach serwerowych i szafach zasilających, zgodnych z wymogami Open Compute Project ORv3. Zapewnia sprawność energetyczną sięgającą 96,5% i gęstość mocy 7,08 W/cm³.
EPC91107KIT to 4-poziomowy układ Totem-Pole PFC z kondensatorami pośrednimi, w którym zastosowano tranzystory GaN EPC2304 o napięciu znamionowym 200 V i rezystancji kanału rzędu kilku miliomów. Pracuje on przy napięciu wejściowym od 200 do 277 VAC i maksymalnym prądzie wejściowym 25 A RMS. Generuje napięcie 400 VDC, zapewniając wydajność prądową 12,5 A. Częstotliwość przełączania wynosi 420 kHz. Zastosowanie topologii 4-poziomowej pozwoliło na znaczne zmniejszenie objętości dławika PFC i wymiarów elementów filtru EMI w porównaniu z klasycznymi układami dwupoziomowymi. Sterowanie jest realizowane cyfrowo z wykorzystaniem procesora sygnałowego firmy Microchip.
EPC91110KIT realizuje konwersję napięcia z 400 VDC do około 50 VDC. Jego konstrukcja opiera się na 4 modułach LLC o mocy ciągłej 1,375 kW każdy, połączonych szeregowo po stronie pierwotnej i równolegle po stronie wtórnej. W każdym z modułów wykorzystano tranzystory GaN EPC2305 o napięciu znamionowym 150 V i bardzo małej rezystancji przewodzenia. Nominalne napięcie wejściowe modułów wynosi 100 V. Całość umożliwia dostarczanie do wyjścia prądu ciągłego o natężeniu do 110 A przy mocy sięgającej 5,5 kW. Częstotliwość pracy stopnia LLC wynosi około 1 MHz, co pozwala na dalszą redukcję rozmiarów transformatorów i elementów pasywnych.
Połączenie obu stopni pozwala zrealizować konwerter AC/DC o mocy 5 kW, którego sprawność sięga 96,5%. Duża częstotliwość przełączania i małe straty tranzystorów GaN zapewniają bardzo dużą gęstość mocy całego systemu. Modułowa architektura umożliwia skalowanie mocy poprzez równoległą lub szeregową rozbudowę bloków. Pozwala to na budowę systemów zasilania o mocy rzędu kilkudziesięciu kilowatów, mogących znaleźć zastosowanie w szafach serwerowych, systemach telekomunikacyjnych i przemysłowych, ładowarkach pojazdów, robotyce i aparaturze medycznej.
Więcej na: www.epc-co.com
