安森美半導體提供全面的云電源方案滿(mǎn)足高能效、高功率密度、 高可靠性的要求

云電源是指傳輸、存儲和處理云數據的設備的電源。在電信或傳輸應用中，云電源將為基帶單元和遠程無(wú)線(xiàn)電單元供電。在用于存儲和處理的服務(wù)器機群中，大型不間斷電源（UPS）用以確保用戶(hù)在暫時(shí)斷電時(shí)仍可接入云。每臺服務(wù)器還將需要一個(gè)電源單元(PSU)，以及眾多的DC-DC轉換器來(lái)提供負載點(diǎn)電源。

在云應用中，高能效是王道

網(wǎng)上可用數據和服務(wù)呈爆發(fā)式增長(cháng)，促進(jìn)對云基礎設施的需求激增。云基礎設施主要包括數據中心和通信基礎設施，是實(shí)現各種全天候網(wǎng)絡(luò )應用和服務(wù)的基礎。電源轉換能效大幅影響云服務(wù)提供商的運營(yíng)開(kāi)支。持續降低能源成本的需求不斷提高，行業(yè)標準及政府監管日趨嚴格，擴大容量和網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍的需求推動(dòng)需要密度更高的方案，云電源設計面臨高能效、高功率密度的挑戰。

領(lǐng)先的電源半導體供應商安森美半導體致力于推動(dòng)高能效創(chuàng )新，提供全功率范圍的、高能效、高功率密度的云電源方案，包括AC-DC轉換、多相轉換、負載點(diǎn)電源、熱插拔保護、時(shí)鐘等硅方案和下一代半導體碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN），支持基站、企業(yè)服務(wù)器或數據中心、云計算等云基礎設施。

圖1：安森美半導體提供全面的云電源方案

智能功率級器件提高多相穩壓器能效

在大型數據中心中，提高CPU和存儲器多相穩壓器的能效能夠節省大量能源開(kāi)支。例如，將能效從95%提升至95.5%，每年可節省數以百萬(wàn)計美元的能源開(kāi)支。安森美半導體的智能功率級器件（SPS）系列，在一個(gè)QFN封裝中集成高邊FET、低邊FET 和驅動(dòng)器 IC、保護和遙測功能，用以?xún)?yōu)化服務(wù)器系統，實(shí)現最佳能效、降低總物料單(BOM)成本，尤其第三代智能功率級器件SPS3為服務(wù)器多相穩壓器提供同類(lèi)最佳的電源轉換能效。

圖2：安森美半導體的SPS用以提高服務(wù)器電源轉換能效

業(yè)界首款100 V橋式功率級用于半橋和全橋DC-DC轉換器

針對較高電壓應用，包括電信基站、服務(wù)器與云應用中未來(lái)的48 V總線(xiàn)，安森美半導體提供業(yè)界首款100 V橋式功率級FDMF8811，實(shí)現全橋和半橋隔離型DC - DC轉換器的更高功率密度和高能效、高可靠性，用于功率模塊中的DC-DC轉換器和無(wú)線(xiàn)基站的板載設計。

圖3：業(yè)界首款100V 橋式功率級FDMF8811

FDMF8811在一個(gè)6.0 mm x 7.5 mm 的PQFN 封裝中集成一個(gè)120 V門(mén)極驅動(dòng)器、一個(gè)自舉二極管和兩個(gè)功率MOSFET，導通電阻典型值低至4.1 mΩ。與分立方案相比，FDMF8811減少DC-DC 轉換器設計所需的板面積約三分之一，使工程師能夠設計更小的系統。通過(guò)集成所有的關(guān)鍵功率器件，FDMF8811優(yōu)化了設計，以保持盡可能高的能效，使云應用如無(wú)線(xiàn)基站、功率模塊或任意載板、隔離型DC-DC轉換器實(shí)現更高水平的功率密度。同時(shí)，低電壓應力確保更高的可靠性。值得一提的是，FDMF8811曾獲《今日電子》與《21IC中國電子網(wǎng)》聯(lián)合頒發(fā)2017年度“Top 10電源產(chǎn)品獎”，這是電子業(yè)備受認同的確定創(chuàng )新產(chǎn)品的一個(gè)基準。

負載點(diǎn)電源（POL）

高電流的POL設計存在一系列的挑戰，除了高能效和高功率密度，還需要具有可編程性和靈活性、快速的瞬態(tài)響應、嚴格的容限和精度、可靠的保護及卓越的熱管理。安森美半導體提供全系列負載點(diǎn)電源方案，解決這些挑戰。

如最新的多芯片模塊PWM降壓穩壓器系列FAN6500xx，提供領(lǐng)先市場(chǎng)的電流密度和非凡的集成度，峰值能效達98.5%，輸出電流高達10 A，輸出功率達100 W，支持4.5 V至65 V的寬輸入電壓范圍，適用于電信基礎設施及基帶板、工業(yè)自動(dòng)化、DC-DC模塊、通用POL等廣泛應用。

圖4：多芯片模塊PWM降壓穩壓器系列FAN6500xx

多芯片方案的一個(gè)巨大優(yōu)勢是能在門(mén)極驅動(dòng)器和MOSFET之間進(jìn)行設計優(yōu)化，模塊化方案意味著(zhù)電源設計中只有單個(gè)故障點(diǎn)。

FAN6500xx集成了PowerTrench? MOSFET技術(shù)，比使用一個(gè)外部MOSFET的方案具有更低的振鈴和更好的電磁干擾（EMI），結合經(jīng)歷時(shí)間測試的固定頻率控制方法與靈活的Type III補償和強固的故障保護如可調過(guò)流保護、熱關(guān)斷、過(guò)壓保護和短路保護，從而提供更高可靠性。FAN6500xx具有可編程和可同步的開(kāi)關(guān)頻率(100 kHz-1 MHz)特性，能解決更高的功率要求，當并行使用多個(gè)FAN6500xx器件時(shí)，可以保證低的輸入紋波。

FAN6500xx有3個(gè)版本：6A(FAN65004B)/8A (FAN65005A)/8A (FAN65008B)，所有器件之間的引腳兼容性和擴展性確保了OEM能夠為其應用選擇最理想的器件。

功率MOSFET

下一代無(wú)線(xiàn)互聯(lián)5G將需要大量的功率MOSFET。安森美半導體提供高性能的分立方案，其新的650V SuperFETIII MOSFET系列能比上一代超級結器件提供更高的能效。SuperFETIII技術(shù)提供易驅動(dòng)(Easy Drive)、快恢復 (FRFET)和快速(FAST)三種不同的版本，設計人員可視應用需求和根據拓撲結構選擇最適合的版本以實(shí)現最佳能效。

針對次級端，安森美半導體提供全系列優(yōu)化的中、低壓MOSFET用于云電源。T6技術(shù)為30V、40V和60V提供業(yè)界最低的導通電阻。新的T8技術(shù)為25V、40V、60V和80V提供與T6相同的超低導通電阻，同時(shí)進(jìn)一步改善了開(kāi)關(guān)參數。對于80 V、100 V和120 V，采用PTNG技術(shù)，提供出色的導通電阻和體二極管性能。

下一代半導體——寬禁帶

寬禁帶材料如SiC、GaN與硅相比有巨大的優(yōu)勢，是下一代功率器件的基礎，能解決更高能效、更高功率密度的挑戰，同時(shí)確保高的可靠性。安森美半導體提供一系列具有不同功率密度的寬禁帶產(chǎn)品，以配合不同的功率應用。

SiC二極管因為低的反向恢復電荷（Qrr）顯著(zhù)地提高了系統的能效，大幅降低開(kāi)關(guān)損耗，從而實(shí)現更高的開(kāi)關(guān)速度。它們還具有穩定的高溫特性，能夠在高溫下工作而不增加開(kāi)關(guān)損耗。SiC二極管主要用于電源功率因數校正（PFC）級。安森美半導體擁有完整的650 V和1200 V SiC二極管產(chǎn)品陣容，涵蓋所有功率范圍。

同時(shí)，安森美半導體正積極開(kāi)發(fā)1200V SiC MOSFET、GaN MOSFET，以更好地配合市場(chǎng)發(fā)展和設計需求。

電子保險絲（eFuse）

安全性在電源應用中至關(guān)重要。安森美半導體提供高性能、高可靠性的電子保險絲，用于12 V、5 V和3.3 V電源，以防止高浪涌電流、電壓尖峰和熱耗散，公司5年共付運超過(guò)2億片電子保險絲，退貨率低于0.3 PPM。

時(shí)鐘方案也是云基礎設施的關(guān)鍵

時(shí)鐘是電子系統中的關(guān)鍵元素，其性能對整個(gè)系統的穩定運行至關(guān)重要。安森美半導體提供全面的時(shí)鐘產(chǎn)生器件（包括各種時(shí)鐘模塊和可編程時(shí)鐘）和時(shí)鐘分配器件（PLL 零延遲緩沖器、扇出驅動(dòng)器等）。一次性可編程時(shí)鐘產(chǎn)生器Omniclock平臺提供高度的設計靈活性和豐富功能，可很好地配合安森美半導體的時(shí)鐘方案工作，增強系統可靠性，并滿(mǎn)足系統低功耗要求。針對特定需求，安森美半導體也設計專(zhuān)用集成電路(ASIC)。

轉接驅動(dòng)器確保數據完整性

數據傳輸的速度在不斷加快，在更高的數據速度下，我們不能忽視信號衰減問(wèn)題。安森美半導體提供單通道和雙通道轉接驅動(dòng)器產(chǎn)品系列，通過(guò)OE引腳深度省電，提高出色的隨機抖動(dòng)性能，實(shí)現延長(cháng)信號距離達36 英寸FR4 或5m 電纜@ 5Gbps、10英寸FR4 @ 10Gbps。

總結

云電源設計面臨高能效、高功率密度、高可靠性的挑戰。安森美半導體致力于推動(dòng)高能效創(chuàng )新，憑借強大的技術(shù)、應用專(zhuān)知和悠久豐富的行業(yè)經(jīng)驗，為云基礎設施（包括企業(yè)服務(wù)器和無(wú)線(xiàn)基礎設施）提供全功率范圍的、高能效、高功率密度、可靠的端到端供電電源和數據完整性方案，并處于開(kāi)發(fā)下一代寬禁帶產(chǎn)品的前沿，解決設計挑戰，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。