功率之心通过专业拆解发现,NVIDIA英伟达DGX Spark轻量型服务器在48V输入降压电路中采用了威世(Vishay)SiR588DP与SiR580DP两款N沟道MOSFET,分别担任同步Buck电路的上管和下管。

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两款器件均具备80V耐压,采用TrenchFET Gen V技术,分别侧重开关性能与低导通损耗,配合降压控制器完成48V输入电源的电压转换。

英伟达DGX Spark轻量型服务器

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英伟达DGX Spark是一款面向人工智能开发、本地大模型推理等应用的轻量型服务器。

整机搭载GB10 Grace Blackwell超级芯片,集成20核CPU及Blackwell架构GPU,FP4 AI计算性能达到1PFLOPS,并配备128GB统一内存,可为大模型本地部署、AI开发等任务提供算力支持。

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供电方面,DGX Spark采用外置电源设计,通过USB-C接口接入48V直流电源,配套PD3.1电源适配器支持48V/5A输出,最大供电功率达到240W,其中GB10超级芯片热设计功耗为140W。

相比低电压供电,48V输入能够在相同功率下减小传输电流,降低线缆及连接器上的导通损耗。不过,服务器内部的处理器、内存及外围电路仍需要不同等级的低压电源,因此需要通过DC/DC降压电路完成电压转换。

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拆解发现,DGX Spark采用德州仪器LV5144同步降压控制器,搭配威世SiR588DP和SiR580DP两款功率MOSFET及3.3μH降压电感,构成同步Buck降压电路。

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其中,SiR588DP作为上管,负责高侧开关控制;SiR580DP作为下管,承担同步整流任务,两者配合完成输入电压的降压转换。

威世双MOSFET实现48V同步降压

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威世SiR588DP是一款采用TrenchFET Gen V技术的N沟道功率MOSFET,漏源耐压为80V。

在10V栅极驱动条件下,其最大导通电阻为8mΩ;在7.5V驱动条件下,最大导通电阻为9.3mΩ。器件采用PowerPAK SO-8封装,适用于DC/DC转换器、电源开关及同步整流等应用。

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SiR588DP在7.5V栅极驱动条件下,典型总栅极电荷为14.2nC,具备较低的栅极电荷特性。

在DGX Spark的同步Buck电路中,这款器件作为上管使用,按照控制器设定的开关时序周期性导通和关断,将48V输入电源的能量传递至降压电感及后级负载。较低的栅极电荷有助于减轻驱动电路负担,并兼顾高频开关性能。

另一款SiR580DP同样采用TrenchFET Gen V技术,漏源耐压为80V,采用PowerPAK SO-8封装。

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其主要特点是较低的导通电阻,在10V栅极驱动、20A漏极电流条件下,典型导通电阻为2.15mΩ,最大值为2.7mΩ;在7.5V驱动条件下,最大导通电阻为3.2mΩ。

SiR580DP作为同步Buck电路的下管使用,当高侧MOSFET关断时,按照控制时序导通,为降压电感提供续流通道,维持输出电流的连续性。

相比传统二极管续流方式,MOSFET同步整流能够减少续流期间的导通损耗,而SiR580DP较低的导通电阻,则有助于进一步降低整流环节的发热。

在这组48V降压电路中,威世两款MOSFET采用了不同的参数配置。

SiR588DP作为上管,侧重较低的栅极电荷及开关性能;SiR580DP作为下管,则采用更低的导通电阻,减少续流期间的功率损耗。两者配合,能够兼顾同步Buck电路中不同工作阶段的损耗控制,提高电源转换效率。

此外,两款器件均采用PowerPAK SO-8表面贴装封装,可通过PCB铜箔传导热量,在有限的主板空间内兼顾器件布局与散热需求。对于采用48V供电、内部集成高性能AI处理器的DGX Spark而言,这种上下管搭配方式有助于控制降压电路的功率损耗及温升,满足服务器持续运行时的供电需求。

总结

英伟达DGX Spark采用USB-C 48V供电,在240W供电规格下减少输入侧电流,同时通过主板内部的降压电路为各个功能模块供电。

威世SiR580DP应用于其中的同步Buck电路,利用80V耐压及2.7mΩ最大导通电阻,承担低侧同步整流任务,减少续流过程中的功率损耗。

对于这样一款集成高性能AI芯片、内存及高速网络接口的轻量型服务器来说,电源转换效率和散热设计都十分重要。SiR580DP采用低导通电阻MOSFET配合PowerPAK SO-8封装,在满足48V降压电路工作要求的同时,有助于控制同步整流环节的发热,为整机稳定供电提供支持。