وبلاگ شرکت در مورد Infineon TDA22560 OptiMOS TM 90A مرحله قدرت یکپارچه با عملکرد حرارتی

شرکت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. اینفینیون را تامین می کندTDA22560OptiMOS TM 90 یک مرحله قدرت یکپارچه است که کارایی و عملکرد حرارتی درجه یک را ارائه می دهد.

اينفينيونTDA22560یک مرحله قدرت یکپارچه با کارایی بالا 90 A متعلق به سری POWERSTAGE CE است که دارای فناوری MOS قدرت OptiMOS TM است.این یکپارچه MOSFET های ولتاژ بالا و پایین با مدار های راننده دروازه هوشمند، از بین بردن طراحی پیچیده مرتبط با راه حل های قطعات جداگانه سنتی. با عملکرد الکتریکی برجسته و معماری حرارتی نوآورانه،آن را به قطعات مورد علاقه برای سیستم های تغذیه VRM چند فاز تبدیل شده است، به طور کامل نیازهای منبع برق جریان بالا و ولتاژ پایین تراشه های اصلی مانند CPU ها، GPU ها و ASIC ها را برآورده می کند، در حالی که تراکم قدرت بالا با قابلیت اطمینان عملیاتی طولانی مدت را متعادل می کند.

I. موقعیت اصلی و مزایای ادغامTDA22560

TDA22560 یک مرحله قدرت تک لایه ای است که به طور خاص برای فرکانس بالا و توپولوژی های تبدیل چند فاز طراحی شده است.آن را به طور یکپارچه با سری XDPE Infineon از کنترل کننده های اصلی دیجیتال برای ساخت سیستم های تغذیه DC-DC چند فاز بسیار کارآمد و پایدار ادغام می کنددر مقایسه با راه حل های سنتی MOSFET مجزا با راننده، این دستگاه دارای یک طراحی بسیار یکپارچه است، ترکیب ترانزیستور سوئیچ، مدار راننده،مدار سنجی و واحد محافظت در یک بسته واحداین به طور قابل توجهی تعداد اجزای خارجی را کاهش می دهد و به طور موثر هزینه های BOM و اثر PCB را کاهش می دهد.در حالی که اجتناب از مسائل مانند تداخل مسیر و انحراف پارامتر مرتبط با راه حل های جداگانه، در نتیجه به طور قابل توجهی ثبات و ثبات سیستم تامین برق را افزایش می دهد.

با استفاده از فرآیند نیمه هادی OptiMOS TM اختصاصی اینفینیون ، این دستگاه مزایای دوگانه از دست دادن هادی پایین و کاهش کاهش کاهش می دهد.آن را حفظ بهره وری تبدیل بسیار عالی حتی در شرایط سوئیچ فرکانس بالا از 2 مگاهرتز، مطابق با روند به سمت فرکانس های بالاتر و اندازه های کوچکتر در منابع برق مدرن پیشرفته،در حالی که نیازهای سختگیرانه برای مصرف انرژی پایین و دوام بالا در مراکز داده و سیستم عامل های محاسباتی صنعتی را برآورده می کند.

پارامترهای کلیدی عملکرد الکتریکیTDA22560

با تشکر از تنظیم پارامتر دقیق، TDA22560 برای اکثریت قریب به اتفاق سناریوهای تامین برق بالا و جریان بالا مناسب است.پارامترهای اصلی الکتریکی آن انعطاف پذیری استثنایی را به سناریوهای مختلف و افزوده عملکرد ارائه می دهدمشخصات اصلی خاص این است:

- جریان خروجی نامی: 90A مستمر، قادر به مقاومت در برابر افزایش جریان اوج کوتاه مدت، پاسخ به خواسته های تغییرات ناگهانی بار در پردازنده ها

- محدوده ولتاژ ورودی: 4.25V~16V، شامل ولتاژ های جریان اصلی برای سرورها، تجهیزات صنعتی و تجهیزات مخابراتی

- محدوده ولتاژ خروجی: 225mV/5.5V، به طور دقیق متناسب با نیاز به ولتاژ پایین، منبع برق جریان بالا از CPU ها و GPU ها

- حداکثر فرکانس سوئیچینگ: 2MHz، پشتیبانی از عملیات فرکانس بالا برای کاهش اندازه ای از محرک ها و خازن های مرتبط و افزایش تراکم قدرت سیستم

- محدوده دمای عملیاتی: -40°C تا +125°C، با محدوده وسیع دمایی مناسب برای سناریوهای مختلف صنعتی و محاسباتی

- ویژگی های فرآیند: بر اساس تکنولوژی خندق OptiMOS TM، دستیابی به مقاومت بسیار پایین و بار دروازه، به طور قابل توجهی کاهش ضایعات سوئیچ و هدایت

III. عملکرد حرارتی اصلی و طراحی معماری حرارتیTDA22560

چالش اصلی برای دستگاه های قدرت جریان بالا، تجمع گرما در شرایط بار سنگین است که می تواند به راحتی منجر به کاهش دستگاه، کاهش عملکرد یا حتی آسیب حرارتی شود.TDA22560این موضوع را از طریق یک رویکرد سه گانه که ترکیبی از بهینه سازی فرآیند، طراحی حرارتی بسته بندی نوآورانه و مسیرهای حرارتی چند بعدی است، حل می کند.دستیابی به قابلیت های مدیریت حرارتی پیشرو در صنعت که به طور کامل نیازهای حرارتی عملکرد مستمر 90A را برآورده می کند.

بهینه سازی از دست دادن حرارتی در سطح فرآیند

دستگاه از فرآیند تراشه قدرت OptiMOS TM نسل بعدی Infineon استفاده می کند.آن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد MOSFETs در مقاومت و از دست دادن سوئیچدر مقایسه با راه حل های MOS قدرت سنتی، در شرایط عملیاتی مشابه 90A جریان بالا,درTDA22560از دست دادن حرارتی خود را بیش از 15٪ کاهش می دهد، به طور موثر جمع آوری حرارتی را به حداقل می رساند و استرس حرارتی را به طور اساسی کاهش می دهد.در نتیجه پایه ای برای عملکرد مداوم در محیط های با دمای بالا ایجاد می شودعلاوه بر این، این فرآیند ثبات درجه حرارت عالی را ارائه می دهد، با حداقل تغییر پارامتر به عنوان افزایش درجه حرارت اتصال،جلوگیری از چرخه شیطانی افزایش خسارت ناشی از افزایش دمای هوا.

طراحی دمایی دو مسیر نوآورانه

درTDA22560از یک بسته حرارتی با کارایی بالا از Infineon استفاده می کند، از محدودیت های تبعید گرما یک طرفه سنتی آزاد می شود.از حالت رسانایی حرارتی دو مسیر پشتیبانی می کند که از انتشار گرما در سمت بالا با انتشار گرما در سمت پایین PCB ترکیب می کند تا یک مسیر حرارتی جامع ایجاد کندپایین دستگاه دارای یک پد حرارتی بزرگ است که می تواند به طور مستقیم به مناطق با ورق مس بالا و راه های حرارتی بر روی PCB متصل شود.به سرعت هدایت گرما از هسته تراشه به بستر PCB و استفاده از منطقه بزرگ ورق مس برای خنک سازی منفعل؛ قسمت بالای بسته از یک ترکیب قالب بسیار رسانا گرمایی با رسانایی حرارتی بسیار بالاتر از بسته های دستگاه قدرت معمولی استفاده می کند.اجازه می دهد تا یکپارچه سازی مستقیم با اجزای خنک کننده خارجی مانند بخاری های گرمای نصب شده بر روی سطح و پخش کننده های گرما برای دستیابی به فعال، بهبود خنک کننده.

این طراحی حرارتی دو مسیر به طور کامل چالش از تبعید گرما ناکافی در طرح های PCB فشرده را حل می کند،کاهش قابل توجهی از مقاومت حرارتی از اتصال هسته به محیط اطراف و از اتصال به بستهاین امر تضمین می کند که خروجی مداوم جریان نامگذاری 90A به یک استاندارد پایدار تبدیل می شود و از محدودیت های عملکرد ناشی از تنگه های گرمایی یک طرفه جلوگیری می کند.

پارامترهای مقاومت حرارتی و عملکرد در دمای بالا

به لطف معماری حرارتی برتر و بهینه سازی فرآیند،TDA22560دارای پارامترهای مقاومت حرارتی عالی است، با مقاومت های حرارتی هم اتصال به صورت و هم اتصال به محیط در میان سطوح بالای دستگاه های کلاس قدرت 90A قرار دارد.تحت طرح استاندارد PCB و شرایط خنک کننده هوا معمولیهنگامی که دستگاه به طور مداوم با بار کامل (90A) کار می کند، دمای اتصال می تواند به طور پایدار در محدوده ایمنی بدون تجمع گرما قابل توجهی حفظ شود.حتی در شرایط سخت مانند محیط های بسته با دمای بالا یا جریان هوای کم، هنوز هم می تواند عملکرد خروجی نامینی را بدون کاهش قابل توجهی در بهره وری به دلیل گرم شدن بیش از حد حفظ کند.دستگاه شامل یک واحد حسگر دما دقیق است که به طور مداوم دمای اتصال تراشه را کنترل می کند.، ارائه داده های دقیق برای حمایت از استراتژی های مدیریت حرارتی سیستم و تنظیمات محدود کننده جریان بار.

4.TDA22560- مکانیسم های حفاظت جامع، مناسب برای دمای بالا، شرایط عملیاتی جریان بالا

برای مقابله با خطرات ایمنی مرتبط با سناریوهای عملیاتی جریان بالا، دمای بالا و فرکانس بالا،TDA22560یک مجموعه کامل از توابع حفاظت هوشمند را دربر می گیرد که عملکرد حرارتی عالی آن را تکمیل می کند تا عملکرد پایدار سیستم را در دراز مدت تضمین کند.عملکردهای حفاظت اصلی شامل حفاظت از بیش از حد درجه حرارت است، حفاظت از جریان بیش از حد، قفل در زیر ولتاژ ورودی و محافظت از مدار کوتاه. هنگامی که دمای اتصال به دلیل بار های شدید یا تبعید غیر طبیعی گرما از آستانه فراتر رود،مکانیسم محافظت از بیش از حد درجه حرارت به سرعت به طور خودکار قدرت خروجی را محدود می کند، به این ترتیب جلوگیری از شکستن حرارتی و آسیب به دستگاه. محافظت از جریان بیش از حد و مدار کوتاه به طور فوری جریان های غیرطبیعی را قطع می کند،جلوگیری از افزایش جریان بالا از سوزاندن تراشه و بار پایینهمبستگی بین این مکانیسم های حفاظت چندگانه و سیستم مدیریت حرارتی کارآمد تضمین می کند که دستگاه قابلیت اطمینان استثنایی را تحت بار بالا، دمای بالا،و شرایط عملیاتی گذرا.

V. سناریوهای کاربردی معمولی برایTDA22560

با توانایی خروجی 90A جریان بالا، عملکرد فرکانس بالا 2MHz، مدیریت حرارتی استثنایی و ادغام بالا،TDA22560به طور گسترده در برنامه های مختلف تامین برق DC-DC با جریان بالا مورد استفاده قرار می گیرد. زمینه های کاربردی اصلی عبارتند از:

- مراکز داده و سرورهای هوش مصنوعی: ارائه قدرت چند فاز و جریان بالا به CPU ها، GPU ها و کارت های شتاب دهنده هوش مصنوعی، پاسخگویی به خواسته های عملکرد مداوم تحت بار سنگین

- تجهیزات محاسباتی با عملکرد بالا: ماژول های منبع برق اصلی برای میزبان های محاسبات HPC و سرورهای صنعتی، که اطمینان از قدرت خروجی پایدار تحت بار محاسباتی را تضمین می کنند

- محاسبات صنعتی و سیستم عامل های جاسازی شده: تامین برق برای مادربرد های کنترل صنعتی و دستگاه های محاسباتی جاسازی شده در محیط های صنعتی خشنبا طیف گسترده ای از دما و الزامات ثبات بالا

- تجهیزات شبکه و ارتباطات: سیستم های تامین برق جریان بالا برای سوئیچ های پیشرفته، روترها و سایر تجهیزات ارتباطیپاسخگویی به الزامات عملیاتی با فرکانس بالا و مدت طولانی

خلاصه ازTDA22560مزایای جامع

Infineon TDA22560 OptiMOS TM 90A مرحله قدرت یکپارچه از فرآیند اصلی OptiMOS TM به عنوان پایه عملکرد خود استفاده می کند و دارای یک دو طرفه ،معماری حرارتی بسیار کارآمد به عنوان مزیت اصلی آن، دستیابی به پیشرفت های جامع در جریان بالا، بهره وری بالا، مدیریت حرارتی قوی، ادغام بالا و قابلیت اطمینان بالا.در مقایسه با راه حل های مجزا از همان کلاس و مراحل قدرت یکپارچه استاندارد، این نه تنها طراحی سیستم تامین برق را ساده می کند و کل هزینه سیستم و اثر آن را کاهش می دهد،اما همچنین به چالش سراسر صنعت از ثبات دمای پایین در دستگاه های قدرت جریان بالا از طریق بهینه سازی حرارتی شدید می پردازدقادر به کار پایدار و پایدار در شرایط سخت با فرکانس های بالا، بارهای سنگین و طیف گسترده ای از دمااین قطعه اصلی مورد علاقه برای سیستم های تامین برق VRM چند فاز پیشرفته است.، ارائه پشتیبانی فنی قابل اعتماد برای ارتقاء منبع برق در تجهیزات پیشرفته در بخش های کامپیوتری، صنعتی و ارتباطات.