800V數據中心:納微35kV下變頻方案
每個機架的功耗估計為 1MW,數據中心的前端將需要接收 ~14kV 或 ~35kV 的三相電網電力。
Navitas 選擇在具有 800Vdc 輸出的基于碳化硅的單級 AC-DC 轉換器中直接消耗 34.5 或 13.8kV 的三相 480Vac 以進行后續轉換,從而避免使用多噸級電網變壓器來生產三相 480Vac 以進行后續轉換。

它選擇了三相模塊化“輸入-串聯-輸出-并聯”拓撲(上圖),使用 3,300V 或 2,300V SiC MOSFET 作為有源元件。
該概念依賴于使用隔離式 AC-DC 轉換器,其輸入串聯以隔離高輸入電壓,并聯輸出以提供 800V 的大電流。
使用相同模塊的三個串聯串來匹配三個輸入相位,所有三個相的直流輸出也并聯。
800V 將分布在整個數據中心,并通過每個機架到機架級 DC-DC 轉換器,這些轉換器向處理器板提供 ~50V、12.5V 甚至 6.25V,負載點轉換器將提供必要的芯片電壓。
Navitas 還提出了用于 800V 下變頻步驟的轉換器拓撲,選擇 GaN hemts 作為開關器件和某種形式的 LLC DC-DC——這與 TI、Power Integrations 和 EPC 為其 AI 工廠 PSU 貢獻而選擇的配對相同。

與這些公司中的任何一家不同,納微在輸入端采用單半橋,在中間采用多次級平面矩陣變壓器,在輸出端采用多個并聯同步整流器(上圖)。
在 10kW 800 至 50V 演示器中,該公司使用三電平半橋前端來安裝其 650V GaN 瞬息器、一個 8:1:1:1:1 變壓器以及帶有 100V GaN 晶體管的全橋以進行同步整流(上圖)。
“使用多個變壓器有助于避免端接損耗,盡管代價是占地面積更大。然而,使用多個變壓器會引入更大的鐵芯損耗和更大的磁尺寸,”Navitas 表示。“矩陣變壓器可以通過確保鐵芯之間的磁通消除來減輕這些損耗——矩陣變壓器結合了各個變壓器,使得初級側繞組串聯/并聯連接,而次級側繞組并聯/串聯。”
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