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在对电路板空间影响最小的情况下高效地为关键负载提供高完整性电源
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2022-11-24
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大数据服务器以及机器学习、人工智能 (AI)、5G 蜂窝、物联网和企业计算等应用通常需要功能强大的 ASIC、FPGA、GPU 和 CPU，它们需要低电压和高功率的大电流紧凑的占地面积密度。为确保整个系统的电源完整性，正在采用分布式电源管理系统，将 DC/DC 电源直接连接到负载点 (POL)，即高性能处理器。一块板上可以有许多这样的 DC/DC 电源转换器，因此设计人员面临的问题是使这些设备尽可能小以节省电路板空间。同时，他们需要满足性能、延迟、散热、效率和可靠性要求，同时还要简化设计流程并降低成本。大数据服务器以及机器学习、人工智能 (AI)、5G 蜂窝、物联网和企业计算等应用通常需要功能强大的 ASIC、FPGA、GPU 和 CPU，它们需要低电压和高功率的大电流紧凑的占地面积密度。为确保整个系统的电源完整性，正在采用分布式电源管理系统，将 DC/DC 电源直接连接到负载点 (POL)，即高性能处理器。一块板上可以有许多这样的 DC/DC 电源转换器，因此设计人员面临的问题是使这些设备尽可能小以节省电路板空间。同时，他们需要满足性能、延迟、散热、效率和可靠性要求，同时还要简化设计流程并降低成本。解决这一问题矩阵的方法是将高性能半导体和无源元件结合使用先进的封装技术，以实现更高水平的系统集成。与其他当前可用的技术相比，这已被证明可以在更小的外形下实现更小的尺寸，同时增强热管理。同时，集成方法控制了设计成本，包括库存管理和开发时间。解决这一问题矩阵的方法是将高性能半导体和无源元件结合使用先进的封装技术，以实现更高水平的系统集成。与其他当前可用的技术相比，这已被证明可以在更小的外形下实现更小的尺寸，同时增强热管理。同时，集成方法控制了设计成本，包括库存管理和开发时间。本文讨论了对分布式电源网络的需求以及 POL 电源设备的作用。本文讨论了对分布式电源网络的需求以及 POL 电源设备的作用。然后介绍了TDK 公司然后介绍了TDK 公司的一类 POL DC/DC 转换器，它们使用先进的封装技术来实现所需的性能特性。本文还讨论了它们的显着属性，并展示了设计人员如何部署它们以成功满足 POL 供电要求。的一类 POL DC/DC 转换器，它们使用先进的封装技术来实现所需的性能特性。本文还讨论了它们的显着属性，并展示了设计人员如何部署它们以成功满足 POL 供电要求。为什么选择 POL DC/DC 转换器电源为什么选择 POL DC/DC 转换器电源计算机、服务器和其他数字设备越来越多地使用 FPGA、ASIC 和其他高级 IC 设备，这些设备需要系统电源无法提供的多个电源电压。此外，它们要求这些电压以正确的顺序排列且延迟最小。系统电源通常提供多种固定电压，例如 1、3.3 和 5 伏。典型的 FPGA 需要 1.2 至 2.5 伏的电压（图 1）。计算机、服务器和其他数字设备越来越多地使用 FPGA、ASIC 和其他高级 IC 设备，这些设备需要系统电源无法提供的多个电源电压。此外，它们要求这些电压以正确的顺序排列且延迟最小。系统电源通常提供多种固定电压，例如 1、3.3 和 5 伏。典型的 FPGA 需要 1.2 至 2.5 伏的电压（图 1）。图 1：典型的 FPGA 需要专用于处理器内特定功能的多个电压。所示处理器使用八个专用电源输入，使用三种不同的电压。（图片来源：Art Pini）图 1：典型的 FPGA 需要专用于处理器内特定功能的多个电压。所示处理器使用八个专用电源输入，使用三种不同的电压。（图片来源：Art Pini）至少，FPGA 的内核和 I/O 部分需要单独的电源。示例中的 FPGA 在内核电压为 1.2 伏且 I/O 功能电压为 2.5 伏的情况下运行。此外，它的辅助电路还需要六个其他功率级别。很明显，将七个电源放置在靠近 FPGA 的位置会给印刷电路板布局设计带来负担。还要考虑散热问题，因此电源必须小而高效。至少，FPGA 的内核和 I/O 部分需要单独的电源。
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