芯片案例近期通过专业拆解发现,台达一款2000W服务器电源在PFC以及次级同步整流两个功率级均采用了TI德州仪器UCC27524双通道高速低侧栅极驱动器。
该芯片可提供5A拉电流和5A灌电流,用于快速驱动功率MOSFET导通和关断,为整机高功率转换提供驱动支持。
TI UCC27524用于两处功率级驱动
这款服务器电源型号为DPS-2000AB-2 G,支持100-127V、200-240V交流输入以及240V直流输入,在220-240V交流或240V直流输入条件下,最高输出达到1968W,主路规格为12V/162A,整机采用PFC、移相全桥以及同步整流架构。
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从PCBA布局来看,交流输入位于主板左侧,经过整流后进入PFC功率级,PFC升压电感位于板上中部区域,其附近散热片下方布置PFC开关管和升压整流器件。
第一处UCC27524就位于这一前级PFC区域,靠近PFC功率器件布置,负责将控制器输出的PWM信号转换为更强的栅极驱动电流,推动PFC开关MOSFET快速完成导通和关断。
另一处UCC27524则位于主变压器次级同步整流区域。主变压器通过铜片连接同步整流小板和后级滤波部分,同步整流MOSFET集中布置在这块小板上,UCC27524同样位于其中,负责为12V主输出同步整流MOSFET提供栅极驱动。
也就是说,UCC27524在这款服务器电源中分别工作在两种不同环境:前级负责高压PFC功率开关驱动,次级则负责12V/162A低压大电流同步整流驱动。
UCC27524是一款双通道高速低侧栅极驱动器,两路通道均可提供最高5A拉电流和5A灌电流,典型传播延迟约17ns,两通道典型延迟匹配仅1ns,支持4.5-18V供电,并具备输入负压耐受和欠压锁定等功能。
其中,较大的瞬态驱动电流能够快速为MOSFET栅极充放电,缩短功率器件处于开关过渡区间的时间;低传播延迟以及良好的通道匹配,则有利于提升双路功率器件驱动时序的一致性。
对于这款接近2kW输出功率的服务器电源而言,UCC27524从前级PFC一路应用到主变压器次级同步整流,两处位置虽然工作电压和负载特征不同,但都需要高速、稳定的MOSFET栅极驱动,也体现出这款驱动器在不同功率级中的适应能力。
总结
这款2000W服务器电源在前级PFC区域以及主变压器次级同步整流小板上均采用TI UCC27524,通过双通道5A拉灌电流、17ns典型传播延迟以及1ns典型通道延迟匹配,为不同功率级的MOSFET提供高速栅极驱动。
从高压PFC到12V/162A低压大电流同步整流,UCC27524分别承担关键开关器件驱动任务,也体现出高速栅极驱动器在高功率服务器电源整个功率转换链路中的重要作用。


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