随着AI的兴起,服务器电源也朝着更高输出功率和更高转换效率发展。那么相比普通消费类电源,数千瓦服务器电源内部开关管数量更多、母线电压更高,对栅极驱动器的隔离能力、驱动电流及抗干扰能力的要求自然也更高。
近期通过专业拆解了解到长城SLIM3200C这款服务器电源采用交错图腾柱PFC、全桥LLC和同步整流架构,最大输出功率达到3200W,并具备80 PLUS钛金牌转换效率。芯片案例发现,这款服务器电源在全桥LLC驱动部分采用了德州仪器UCC21540A增强型隔离式双通道栅极驱动器。
长城3200W服务器电源
长城SLIM3200C服务器电源支持100-127V和200-240V交流输入,同时支持240V直流输入。电源主路输出电压为12.2V,最大输出电流为262A,最大输出功率达到3200W;待机电源输出规格为12V 1.5A。
这款电源采用交错图腾柱PFC、全桥LLC和次级同步整流架构。交错图腾柱PFC负责对输入电流进行功率因数校正,并将输入电压转换为稳定的高压直流母线电压。
全桥LLC则将高压直流转换成高频交流,通过变压器完成隔离和降压,最后经同步整流及滤波后输出12.2V直流电。
电源内部设有长条形控制小板,左侧布置隔离通信芯片,中间为隔离栅极驱动器,右侧设有MCU、存储器、运放及电压比较器。
拆解发现,全桥LLC部分采用德州仪器UCC21540A隔离栅极驱动器。
德州仪器UCC21540A
UCC21540A是德州仪器推出的一款增强型隔离式双通道栅极驱动器,两个输出通道可配置为双低侧、双高侧或半桥驱动,适用于MOSFET、IGBT及GaN功率器件。
芯片具备最高4A拉电流和6A灌电流输出能力。其中,拉电流用于快速为功率管栅极充电,使其迅速导通;灌电流则用于快速释放栅极电荷,使功率管及时关断。较强的峰值驱动能力有助于缩短功率管开关过程,降低开关损耗。
UCC21540A输入侧与两个输出通道之间设有增强型隔离屏障,隔离耐压达到5.7kVRMS,并具备超过125V/ns的共模瞬态抗扰度。在高压、高频开关环境下,可降低功率级电压快速变化对控制电路造成的干扰。
芯片典型传播延迟为33ns,最大脉宽失真为6ns,有利于保持两路驱动信号的时序一致性。UCC21540A还支持通过外部电阻设置死区时间,避免全桥同一桥臂上下开关管同时导通,从而降低直通风险。
在这款服务器电源中,UCC21540A连接在STM32G474MBT6控制器与英飞凌IPW60R070CFD7开关管之间,用于隔离并放大MCU输出的控制信号,为全桥LLC功率级中的MOSFET提供栅极驱动。
芯片通过快速为MOSFET栅极充放电,控制开关管及时导通和关断,并通过死区时间功能降低同一桥臂上下管同时导通的风险,保障全桥LLC功率级稳定运行。
总结
芯片案例了解到,长城SLIM3200C这款服务器电源最大输出功率达到3200W,并采用交错图腾柱PFC、全桥LLC和同步整流架构。在其中,德州仪器UCC21540A的作用是全桥LLC功率级,连接数字控制器与英飞凌高压MOSFET,并负责控制信号隔离和栅极驱动。
并且,UCC21540A还具备了4A拉电流和6A灌电流能力,可快速完成MOSFET栅极充放电,缩短开关过程。芯片还支持增强型隔离和可编程死区时间,有助于降低高压开关干扰及桥臂直通风险,在千瓦级服务器电源中是一个可靠的选择。



https://www.chongdiantou.com/





