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Flex Power Modules presenta soluciones de energía digital de alta densidad para centros de datos de IA en electronica 2024
Las aplicaciones de servidor más recientes, como la IA y el aprendizaje automático, consumen mucha energía y, al mismo tiempo, los administradores de centros de datos quieren meter más blades en un rack para mejorar la utilización del espacio disponible. Esto genera tensión en la red de suministro de energía, en particular en los convertidores CC/CC de "punto de carga" o los "módulos reguladores de voltaje" (VRM) que reciben corrientes altas en los espacios más reducidos. En respuesta, se han desarrollado VRM para que sean altamente eficientes y estén estrechamente integrados con la carga final, y un enfoque es hacer que la etapa de potencia del VRM sea un módulo separado, con su controlador elegido por el usuario ubicado en otro lugar. Estas "etapas de potencia integradas" utilizan el espacio de manera muy eficiente y logran una densidad de potencia asombrosa, alrededor de 150 W/cm3 o superior a partir de paquetes con una superficie de menos de 1 cm2. Sin embargo, aunque se logran eficiencias muy superiores a 90%, eso todavía significa que se deben disipar y extraer del módulo unos 10 W de potencia.
Los módulos de potencia Flex BMR510 y en BMR511 Los bloques de alimentación inteligentes son excelentes ejemplos de tecnología de punta, con valores nominales de corriente continua de 80 A (pico de 140 A), un amplio rango de entrada de hasta 15 V y una salida configurable de hasta 0,5 V. Los BMR510 y BMR511 (Figura 1 Los dos disipadores (izquierdo y derecho respectivamente) se distinguen por diferentes enfoques en cuanto a la refrigeración: el BMR510 se refrigera por la parte superior y el BMR511 por la parte inferior. Ambos están disponibles con terminaciones LGA o, opcionalmente, con terminaciones soldadas.
Las alternativas de refrigeración
El BMR510 está dispuesto de manera que los semiconductores principales que generan calor se encuentran en una placa hija del lado superior con superficies de semiconductores que son coplanares, y que se puede conectar de manera sencilla una placa fría o un disipador de calor, generalmente fijado con una almohadilla térmica. Una pequeña proporción de disipación de calor se proporciona por conducción a través del módulo y sus terminaciones hacia la placa principal y otra por convección hacia el aire circundante. Para tener esto en cuenta, Flex Power Modules proporciona un gráfico de reducción de potencia que incluye la temperatura de la placa fría y la temperatura de la placa principal, mostrando que se pueden extraer los 80 A completos con una entrada de 13,5 V hasta una temperatura de placa fría de 90 °C/placa de 60 °C. Esto se hace con un espacio entre almohadillas aislantes de 0,5 mm y una conductividad térmica de 3,5 W/mK. El enfoque de enfriamiento superior se adapta a aplicaciones donde hay algo de espacio por encima de la placa host para una placa fría o un disipador de calor con aire de enfriamiento por convección o forzado, o si la placa host tiene una capacidad limitada para disipar el calor a través de sus planos de cobre y volumen.
El BMR511, por el contrario, está diseñado para refrigeración por la parte inferior con el calor de los semiconductores pasando principalmente a través del sustrato del módulo y a través de las terminaciones a la placa host. El lado superior del módulo es la superficie plana del inductor principal y también está disponible para la fijación de un disipador de calor o una pared fría para refrigeración adicional. Como la resistencia térmica a la placa host es relativamente alta, el BMR511 se especifica comúnmente con algo de flujo de aire y puede alcanzar su salida completa de 80 A a más de 80 °C de temperatura ambiente a una velocidad de flujo de 4 m/s. Si se utiliza una placa fría, la salida completa de 80 A se puede obtener a una entrada de 12 V hasta 90 °C de la placa host y la temperatura de la placa fría. Esto es con una almohadilla de separación de 1 mm, conductividad térmica 8 W/mK La aplicación para el enfoque de refrigeración inferior del BMR511 es cuando hay poco o ningún espacio sobre el módulo, hay aire forzado disponible y cuando la placa host está diseñada para disipar energía a través de sus superficies.
