八砖总线转换器实现更高效率与密度

分布式电源架构(DPA)方案在当今的服务器，工作站，电信设备和其他应用中很常见，其中AC/DC前端将来自交流电源的输入转换为固定的直流输出电压。通常，该DC电压约为48或24 VDC。然而，由于微处理器，FPGA和ASIC中的电子负载正朝着更低电压和更高电流和更快瞬态响应的方向发展，这些基于DPA的系统中的DC总线电压正在使用中间总线架构进一步降至12，9或5 VDC (IBA)。 IBA方案通过使用标准的隔离式DC/DC转换器(也称为砖块)来实现。较低的直流母线电压使设计人员能够轻松构建高效率，高密度非隔离负载点(POL)降压稳压器，以便在降压比较小时驱动电子负载。

几家制造商提供采用标准砖形式的隔离式DC/DC转换器，以满足IBA需求。为了促进IBA使用各种砖块(从半砖到十六分之一砖)的转变，CUI，GE Critical Power，Murata Power Solutions，Power-One和Vicor等制造商提供了一个组合砖制品。然而，最近，第八砖转换器出现了更多功率，来自相同标准的2.3 x 0.9英寸(58 x 23 mm)占位面积，具有更高的效率，数字控制和更低的成本。因此，供应商可以以极具竞争力的价格，以更高的效率和更高的密度，以更小的八分砖尺寸提供四分之一砖的功率和功能。

更高的功率

例如，Vicor显着提高了功率能力它的八分之一砖IBC转换器。 Vicor的八分砖IBC可提供高达500 W的输出功率，峰值效率高达98%，可替代许多空间受限系统中具有竞争力的四分之一砖。供应商的IB048E120T40N1-00采用八分之一砖块(图1)，是一种总线转换器，额定输入功率为50至55 VDC，最高可达500 W.输出为12 VDC，输入和输出之间的隔离为1，500 VDC。由于1 MHz带宽操作，IBC将瞬态响应时间缩短了10倍，无需在中间总线上使用大容量电容，以节省更多空间。

 

 

图1：Vicor‘s第八块砖IBC转换器可提供高达500 W的功率。对于需要300 W以下总线转换器的中等功率应用，Vicor在其VI Brick IBC系列中增加了几个成员。例如，第八块砖IB048E120T32N1-00经过定制，可在38至55 VDC输入的12 VDC输出下提供高达300 W的功率，峰值效率为97.8%。其高效率可在65°C下实现满负荷运行，仅有200 LFM气流。其较小的横截面有利于薄体上方和下方的无阻碍气流，从而最大限度地降低下游部件的温升。 Vicor的9.6 VDC输出版本被命名为IB048E096T40N1-00。

同样，CUI将其完全调节的八分之一砖中间总线DC/DC转换器系列NEB-N的功率能力提升至300 W.具有行业标准5引脚封装(图2)，第八块砖转换器采用32位ARM处理器和功率优化固件，可最大限度地提高效率曲线，并在各种负载条件下提供峰值功率和高效率。这些模块的典型效率超过95%，并针对20%至100%的负载变化进行了优化，适用于空间受限的应用，其中负载条件可能差异很大，包括下一代信息和通信技术(ICT)设备。数字PMBus接口是可选的。它支持高级电源管理功能，如电压裕度，故障管理，延迟斜升和可编程输出电压。所有这些功能都可以通过CUI的Novum ACE GUI访问。此外，该装置还提供可选的底板，以提高热性能，并且下垂负载分配高达592 W.

 

 

图2：CUI的第八块砖提供了改善热性能的基板。

设计师的更多选择

另一家推动八分之一砖转换器功率范围的供应商是GE Critical Power(以前的Lineage Power)。它在其高功率Barracuda系列中增加了一个新的300 W八分砖成员，该系列提供数字控制，完全稳定的DOSA兼容DC/DC总线转换器和PMBus接口。 EBVW025A0B可轻松升级9.6至12 VDC中间总线应用，随后使用非隔离负载点(POL)稳压器生成多个低电压。 GE的EBVW025A0B在36至75 VDC的输入电压范围内工作，在6.0至13.20 VDC的输出电压下提供高达25 A的输出电流。 300 W转换器采用数字控制，同步整流技术和创新封装技术，在12 VDC输出时实现95%以上的效率(图3)。这样可以降低功耗，从而减少热量并简化热管理。标准功能包括开/关控制，输出过流和过压保护，过温保护，输入欠压和过压锁定。可选功能包括输出电压远程感应和6.0至13.2 VDC的微调，无源下垂并联，以及用于散热器或冷壁应用的底板。输出与输入完全隔离，允许多种极性配置和接地连接。输入和输出的内置滤波最大限度地减少了对外部滤波的需求。

 

 

图3：GE Critical Power的300 W八分之一巴士转换器EBVW025A0B提供超过95%的峰值效率。同样的努力使Murata Power Solutions能够将其八号砖RBE-12/20-D48的输出功率能力提高到240 W，并通过标称48 VDC输入在12 V时调节直流输出。同样，Power-One正在从其八号砖SQE48T20120中榨取相同数量的功率，效率高达94.5%，引脚输出和输出/输出功能类似于行业标准的四分之一砖。

SQE48T20120转换器热性能是通过使用专利/正在申请专利的电路，封装和加工技术实现的，以实现超高效率，出色的热管理和低体型。它的低体型和散热器的排除使系统气流的阻抗最小化，从而增强了上游和下游设备的冷却。使用100%自动化进行装配，再加上先进的电子电路和热设计，使得该产品具有极高的可靠性。 SQE48T20120转换器可在宽范围的36至75 VDC输入范围内工作，提供完全稳定的12 V输出电压。 SQE48T20120转换器采用标准电源引脚，是现有高电流八分之一砖和四分之一砖设计的理想替代品。将该转换器包含在新设计中可以节省大量电路板空间并节省成本。由于SQE48T20120具有优化的热效率，设计人员可以期待其他可用转换器的可靠性提升。总之，八砖总线转换器现在可以处理更多功率，并且正在许多空间受限的应用中取代四分之一砖。那么四分之一砖转换器会发生什么?他们也同时向上移动，以处理以前分配给半砖和全砖的任务。