【導讀】企業(yè)服務(wù)器、交換機、基站和存儲硬件設計師都在尋求在其主板上提高功率密度和效率。隨著(zhù)主板上元件數量的增加和外形尺寸的減小，電源密度成為進(jìn)一步減小面積的限制因素。電源越小，主板尺寸就越小，減小主板尺寸就可以將更多的主板裝入給定的機架中，最大限度地提高數據中心吞吐量和性能。
在圖1所示的典型電信電源系統中，48VDC輸入電壓必須進(jìn)一步降低到中間母線(xiàn)電壓（在此例中為3.3V），然后用一個(gè)或多個(gè)降壓直流（DC/DC）轉換器降壓成處理器、ASIC和FPGA內核軌電壓、I/O軌、DDR存儲器、PHY芯片和其他低壓元件所需的各種穩定低輸出電壓。
圖1：交流（AC）至48V至負載點(diǎn)（POL）電信電源系統
TI的氮化鎵(GaN)直流/直流解決方案去除了中間母線(xiàn)直流/直流轉換級，設計師可以在單級中將48V電壓降至更低的輸出電壓。
去除中間母線(xiàn)直流/直流轉換器使得功率密度和系統成本顯著(zhù)增加，同時(shí)提高了可靠性。
與硅MOSFET相比，GaN的優(yōu)勢包括：
● 低輸入和輸出電容，減少開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現更快的開(kāi)關(guān)頻率。
● 接近0的反向恢復電荷，無(wú)反向恢復損耗，降低D類(lèi)逆變器/放大器的損耗。
● 由于較低的柵極-漏極電容，大大降低了開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現了更高的開(kāi)關(guān)頻率，減少甚至去除了散熱器。
圖2顯示了GaN和硅FET之間48V至POL的效率比較。
圖 2：不同負載電流下GaN與硅直流/直流轉換器的48V至POL效率
TI的新型48V至POL GaN單級解決方案——采用TPS53632G 無(wú)驅動(dòng)器脈寬調制(PWM)控制器和LMG5200 80V GaN半橋功率級（驅動(dòng)器和GaN FET在同一集成電路上）——功率密度高，負載瞬態(tài)響應速度快，效率高，具有卓越的熱性能和系統可靠性，總面積為700mm2，輸出功率為48W。輸入電壓為60V，輸出電壓為1V，電流50A，開(kāi)關(guān)頻率600kHz時(shí)，48V的效率為88%，如圖3所示。
模塊效率峰值為91％，在35A的輸出電流下仍然為90％。值得注意的是，即使當將輸入電壓增加到75V時(shí)，效率也不會(huì )顯著(zhù)下降。
圖3：48V至POL GaN 直流/直流轉換器參考設計和在600KHz不同負載電流下的效率
如果您正在設計用于企業(yè)服務(wù)器、交換機、基站和存儲設備等終端應用的48V至POL 直流/直流轉換器，而且采用了傳統上使用的48V至中間母線(xiàn)和中間母線(xiàn)至POL直流/直流轉換器，是時(shí)候使用TI的GaN直流/直流解決方案來(lái)簡(jiǎn)化您的設計，提高功率密度和可靠性了。在GaN解決方案門(mén)戶(hù)上查看TI完整的GaN直流/直流轉換產(chǎn)品組合。
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