芯片案例近期通过专业拆解发现,台达DPS-1600AB-37 A 1600W服务器电源采用德州仪器UCD3138A数字电源控制器,负责前级PFC控制。

这款服务器电源主路最高输出达到12V 132A,内部采用PFC+半桥LLC+同步整流架构。UCD3138A内置32位处理器及数字电源控制外设,可直接参与功率变换环路控制,为服务器电源PFC提供数字化控制方案。

台达DPS-1600AB-37 A 1600W服务器电源

此次采用UCD3138A的是台达DPS-1600AB-37 A服务器电源。

该电源支持100-120V、200-240V交流输入,并支持240V直流输入。在低压交流输入条件下最大输出功率为1000W;在200-240V交流输入或240V直流输入条件下,最大输出功率达到1600W,主路输出规格为12V 132A,同时提供待机输出。

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电源内部采用PFC+半桥LLC+同步整流架构,通过前级PFC完成功率因数校正和高压母线建立,再经LLC谐振变换和同步整流输出低压大电流,为服务器系统提供稳定供电。

在PFC控制部分,台达采用德州仪器UCD3138A数字电源控制器。

UCD3138A直接面向数字电源闭环控制设计。芯片内部集成高速采样、数字补偿以及高分辨率DPWM等模块,可完成反馈信号采集、控制运算及PWM输出,对PFC功率级进行实时调节。

对于最高1600W输出的服务器电源而言,前级PFC需要在宽输入电压和不同负载条件下维持稳定工作,同时兼顾功率因数、转换效率以及动态响应。

UCD3138A将数字控制算法与专用数字电源硬件结合,可满足高功率电源对控制精度和系统灵活性的需求。

德州仪器UCD3138A

 

UCD3138A是德州仪器推出的一款高度集成数字电源控制器,内部搭载32位ARM7TDMI-S处理器,并集成程序存储器、数据存储器及RAM资源,可通过固件实现不同功率拓扑和控制策略。

针对数字电源控制,UCD3138A内部集成三套独立数字反馈控制环路,每套均配置高速误差ADC、数字补偿器以及数字PWM模块。

芯片最高可提供8路高分辨率DPWM输出,PWM脉宽分辨率达到250ps,并支持最高2MHz开关频率。内部高速EADC能够快速采集反馈信号,为数字控制环路提供实时数据。

UCD3138A支持电压模式、平均电流模式以及峰值电流模式等多种控制方式,同时支持PWM、移相以及变频调制,可用于PFC、移相全桥、LLC等多种电源拓扑。

此外,芯片还集成PMBus、UART等通信接口,并具备高速比较器、逐周期限流以及可编程故障保护功能,可兼顾电源控制、状态监测和系统管理需求。

总结

从这款1600W服务器电源的设计可以看到,数字电源控制器已经深入到PFC等核心功率级,而不只是承担外围监控和通信功能。

UCD3138A将采样、数字补偿、PWM控制以及系统管理能力集成在同一平台中,为高功率服务器电源提供了更灵活的控制基础。

对于服务器电源而言,这类数字化控制方案的价值,不只是提升控制精度,也便于后续根据不同功率平台和运行需求进行参数优化与功能扩展。