Introducción
En los centros de telecomunicaciones y de datos, los requisitos energéticos son cada vez mayores. Cada vez se integra más capacidad de procesamiento en los racks, y las fuentes de alimentación deben estar a la altura. Si bien la Ley de Moore ha ayudado a los fabricantes a crear CPU más rápidas y eficientes energéticamente, sigue habiendo un aumento constante en la potencia requerida para el mismo espacio físico o incluso para uno menor.
Estas tendencias implican una creciente demanda de mayor densidad de potencia en los convertidores CC/CC y otros componentes de la fuente de alimentación. Esta mayor densidad debe lograrse sin sacrificar la eficiencia, sobre todo porque las ineficiencias en las fuentes de alimentación aumentan tanto la potencia de entrada necesaria como la cantidad de refrigeración requerida.
Por ejemplo, el modo de funcionamiento en ráfaga de los procesadores, como la familia Ice Lake de Intel, aumenta considerablemente el consumo energético. En los centros de datos, el mayor uso de la IA, el aprendizaje automático, los vehículos autónomos y la computación en la nube impulsa la demanda de una mayor eficiencia y densidad energética en los sistemas, para mantenerlos lo más refrigerados y compactos posible. En telecomunicaciones, la transición de 4G a 5G también incrementará la energía necesaria en las estaciones base y demás infraestructura.
Satisfacer las demandas de densidad de potencia
Para los diseñadores de sistemas, los convertidores CC/CC digitales aislados ofrecen una opción que puede satisfacer estos requisitos de alta densidad de potencia, sin comprometer la eficiencia, las características, el espacio que ocupan, la simplicidad del diseño ni la fiabilidad.
Estos módulos de alimentación suelen presentarse en el formato estándar de la industria, un cuarto de ladrillo, que mide 57,9 x 36,8 x 14 mm (2,28 x 1,45 x 0,55 pulgadas). Este formato se utiliza tanto en aplicaciones de telecomunicaciones, que normalmente funcionan con una tensión de alimentación de entre 36 y 72 V, como en centros de datos, con una tensión de alimentación de entre 40 y 60 V.
Con nuestro BMR491 Convertidor CC/CC, hemos proporcionado la alta densidad de potencia que exigen las aplicaciones actuales. BMR491 Es el convertidor CC/CC digital aislado con mayor densidad de potencia del sector. Ofrece una eficiencia típica de hasta 97,51 TP34T con una carga de 48Vin / 501 TP34T y una corriente de salida de hasta 205 A con una salida nominal de 12 V.
Figura 1: convertidor CC/CC BMR491
Nuestro convertidor digital aislado BMR453 de primera generación tenía una potencia de salida máxima de 300 W, y esta ha aumentado en más de un factor de ocho con la última sexta generación. BMR491. Este dispositivo puede suministrar una potencia máxima de 2450 W durante periodos cortos de hasta un segundo, así como una potencia de salida continua de hasta 1540 W. Además, admite la conexión en paralelo mediante el reparto de carga por caída de tensión, lo que permite utilizar varios convertidores conjuntamente para alcanzar niveles de potencia aún mayores.
HRR: lo mejor de ambos mundos
El BMR491 Incluye la tecnología patentada de los módulos de alimentación Flex. Relación de regulación híbrida (HRR) Tecnología. Los convertidores HRR combinan las ventajas de dos enfoques existentes para la conversión de potencia: un convertidor de relación fija con salida no regulada y una versión de salida fija con regulación completa. Dependiendo de la tensión de entrada, el convertidor HRR alternará entre estos dos modos (véase la figura 2).
Figura 2: Relación regulada híbrida
Al incorporar las ventajas de la regulación a la conversión CC/CC de relación fija, la tecnología HRR permite una mayor potencia y eficiencia en condiciones de funcionamiento habituales. Además, mejora la resistencia a las fluctuaciones de tensión y posibilita un amplio rango de tensión de entrada.
Mejoras tecnológicas
Hemos trabajado en tres áreas clave para aumentar la potencia máxima del convertidor. En primer lugar, en comparación con diseños anteriores y soluciones existentes, el diseño mecánico del BMR491 Se ha optimizado para que la altura total de construcción esté disponible para su uso con ferritas. Esta tecnología ha evolucionado a partir de la generación anterior, la BMR490, en la que se introdujo un concepto de placa base de "cubierta abierta".
También hemos empleado un diseño térmico avanzado que permite una mayor potencia continua al disipar el calor de los principales dispositivos generadores de calor hacia la placa base y los pines, que presentan una resistencia térmica muy baja. Un ejemplo de ello es la placa base adicional que se encuentra en la parte inferior del BMR491.
Además, el BMR491 Emplea el último encapsulado de transistores de última generación que reduce la resistencia en estado activo R.DS(ON), y, por lo tanto, las pérdidas de potencia asociadas, a pesar de que se utilizan menos transistores que antes.
Ayudando a los diseñadores de sistemas
Además de una mayor densidad de potencia, los convertidores digitales, como la familia BMR491, ayudan a los diseñadores de sistemas de otras maneras. En primer lugar, pueden ayudar a reducir sustancialmente el tiempo de comercialización, ya que pueden aprovechar la funcionalidad integrada, así como herramientas de software como Diseñador de energía Flex.
Este software gratuito de Flex Power Modules permite a los diseñadores simular, configurar y monitorizar sus sistemas de alimentación digital. El software va más allá de la simple configuración del convertidor y ofrece una visión general de todo el sistema. Esto permite a los diseñadores definir las relaciones entre las distintas líneas de alimentación, así como investigar y optimizar la distribución de fases, la secuenciación y la gestión de fallos.
El software Flex Power Designer incluye funciones de simulación integradas que permiten analizar la etapa de potencia para optimizar la sintonización y visualizar el comportamiento del diseño en función de los requisitos de potencia del sistema, incluyendo la respuesta transitoria, la impedancia de salida y la disipación de potencia.
Los convertidores BMR491 también son altamente confiables debido a los rigurosos procesos de diseño y fabricación Flex y también debido a algunas de nuestras características de protección, como la protección avanzada contra sobretensión, sobretemperatura y cortocircuito. El tiempo medio entre fallas (MTBF) de estos BMR491 Los módulos superan los siete millones de horas. Su rango de temperatura de funcionamiento es de -40 °C a +125 °C y cumple con las normas de seguridad IEC/EN/UL 62368-1, mientras que su aislamiento de entrada a salida es de 1500 V.
Conclusión
Para los centros de telecomunicaciones y de datos, existe una necesidad cada vez mayor de más potencia en el mismo espacio, lo que significa que las especificaciones de densidad de potencia deben mantenerse al día. Para satisfacer esta demanda, hemos desarrollado el BMR491 – El convertidor digital CC/CC aislado de un cuarto de ladrillo con la mayor densidad de potencia del sector.
Para ofrecer la alta potencia de ráfaga requerida por las CPU, BMR491 Puede suministrar una potencia máxima de 2450 W durante un máximo de un segundo, con una potencia de salida continua de hasta 1540 W. BMR491 incorpora propiedad exclusiva Relación de regulación híbrida (HRR) Esta tecnología permite una mayor entrega de potencia y eficiencia, y mejora la resistencia a las fluctuaciones de voltaje. El BMR491 también incorpora técnicas patentadas de conducción térmica para optimizar la transferencia de calor.
Los requisitos de densidad de potencia solo van en una dirección: hacia arriba. Por lo tanto, los avances tecnológicos como HRR Los avances eléctricos y los mejores diseños térmicos y mecánicos permiten que nuestros BMR491 Serie de convertidores CC/CC para garantizar que los ingenieros de diseño puedan responder a las crecientes y complejas demandas de energía de la industria.