当前英伟达已开始推进800V直流供电架构,以支撑下一代MW级AI机架,高压直流供电正成为AI数据中心电源架构升级的重要方向。

针对这一需求,芯熠微推出800V HVDC辅助电源芯片及模块方案,面向AI数据中心、工业级和车规级高压直流平台,可提供5-100W、1-5路输出辅助电源样品。

该方案的一大特点是将1200V SiC JFET功率器件集成至芯片内部,并采用无光耦副边反馈控制方案,在减少外围BOM的同时兼顾转换效率和输出精度。目前芯熠微还可根据客户实际输入电压、功率及多路输出需求提供定制样品。

芯熠微800V HVDC辅助电源方案

芯熠微800V HVDC辅助电源方案主要由高性能SiC JFET Switcher μP5553/μP5595以及副边控制芯片μP7520组成。

其中,μP5553/μP5595将SiC功率器件与原边控制器集成于单一封装,内部高压SiC功率器件HV端额定值达到1200V,最大绝对值1500V。μP5553采用SO-8封装,主要面向20W HVDC辅助电源;μP5595采用DFN0808-8封装,可进一步覆盖100W级HVDC应用。

相比高压功率器件、驱动及控制器分立设计,该方案通过芯片内部集成进一步减少外围器件数量。芯片同时采用恒定VCC供电技术,使VCC电压基本不随输入、输出电压变化,有助于简化辅助供电电路并降低整体BOM。

无光耦副边控制,兼顾精度与动态响应

这套方案的一大特点,是采用无光耦副边反馈控制架构。

μP5553/μP5595搭配μP7520,通过芯熠微原副边通信技术完成闭环控制,无需传统光耦即可实现高精度恒压、恒流以及功率控制,并保持良好的动态负载响应。μP7520内部进一步集成恒压恒流控制器及同步整流控制器,从而减少副边外围控制器件。

取消光耦后,不仅可以进一步压缩BOM,还可以减少传统光耦器件老化、CTR离散性等因素对长期输出精度带来的影响,更适合对尺寸、可靠性和输出稳定性要求较高的高压辅助电源。

与此同时,μP5553/μP5595支持ZVS零电压开关及QR准谐振工作模式,可降低开关损耗;中等负载状态下开关频率维持在20kHz以上,无载状态则进入节能模式,以降低静态电流和待机功耗。芯片还集成过温、输出过压、逐周期过流、输出短路以及副边整流器异常等多项保护功能。

覆盖5-100W,可扩展1-5路输出

针对不同辅助供电需求,芯熠微也带来了不同功率等级的方案组合。

其中,μP5553+μP7520可用于800V转12V/24V、20W级辅助电源;μP559X+μP7520则可覆盖30-100W应用。整体方案能够提供5-100W、1-5路输出的辅助电源样品,可根据服务器内部控制电路、BMS、风扇、通信以及其他低压负载的实际需求进行配置。

多路输出能力也使该方案不仅局限于单一12V辅助电源,还能够围绕系统不同电压轨进行定制,减少额外DC-DC级数量,为800V HVDC平台进一步简化系统供电架构。

800V辅助电源样机

芯熠微目前已经完成800V辅助电源样机开发。

单路6W样机尺寸约为60×35×9mm,采用无光耦副边反馈控制,并具备过温、过流、过压等保护功能。

该样机在400-650V输入条件下输出12V,最大输出电流0.5A、输出功率6W;输出电压精度达到±1%,500V输入满载情况下效率为83%,电压调整率不超过0.2%,负载调整率最大0.5%,输出纹波不超过100mV。

从现有样机可以看到,即使面对数百伏直流母线直接降压至12V的小功率应用,这套方案仍能够兼顾体积、效率和输出精度,为后续更高功率以及多路辅助电源设计提供基础。

目前,芯熠微已经可以根据客户实际输入电压、输出功率、输出电压以及多路供电需求,定制800V HVDC辅助电源芯片方案及模块样品。

总结

800V HVDC正在成为高功率AI数据中心的重要供电方向,也对辅助电源的耐压、效率、体积和可靠性提出了更高要求。

芯熠微通过将高压SiC JFET与控制功能集成,并引入无光耦副边控制,在减少外围BOM的同时兼顾转换效率和输出精度,为800V平台辅助供电提供了更简洁的实现路径。

目前,芯熠微相关方案已覆盖5-100W功率范围,并可支持1-5路输出及定制样品,有望满足AI数据中心、工业电源以及车载高压系统等不同场景的辅助供电需求。