基于InnoGaN ISG3201和INN040LA015A 设计的1KW DCDC电源模块方案

 

随着“双碳”概念的深入，智能化、低碳化越来越成为数据中心的两大“确定性”发展趋势，而低碳化就意味着要让数据中心能耗更低、效率更高。据行家说Research显示，现有数据中心（Si方案）整体功率转换能效大约为75%，而采用GaN器件则能提升到87.5%。其中，DCDC 48V-12V 环节在整个链路中扮演了重要角色。

 

继420W 48V-5V、600W 48V-12V DCDC电源模块后，英诺赛科又推出一款1000W 方案，利用氮化镓寄生结电容小的特点，配合磁集成方案，将开关频率提升至1MHz，在39mm*26mm*7.5mm的尺寸下，输出功率达到1000W，效率超98%，实现了高效率和高功率密度优势。

 

1000W DCDC 电源模块的拓扑结构为全桥 LLC DCX，固定变比为4：1，支持 48V 输入转 12V 输出，采用英诺赛科两颗100V SolidGaN系列的 ISG3201  和八颗INN040LA015A 低压 GaN 芯片搭配设计。

 

通过实际测试，在输入电压48V、输出12V/30A 时，峰值效率达到 98%；在输入电压 48V、输出12V/85A 时，满载效率 96.29%。

 

1000W DCDC电源模块采用了两款 InnoGaN 氮化镓芯片设计而成，实现系统的高功率转换。

 

 

SolidGaN ISG3201 是一颗耐压 100V 的半桥氮化镓合封芯片，其内部集成了2颗 100V/3.2mΩ 的增强型 GaN 和1颗 100V 半桥驱动，通过内部集成驱动器，优化驱动回路和功率回路，显著降低寄生电感和开关尖峰, 进一步提高1000W 48V 电源模块系统的整体性能和可靠性。产品面积（5mmx6.5mm）仅略大于单颗标准 5x6 Si 器件，相对于Si方案的PCB占板面积减小了73%。针对谐振软开关应用，GaN 的软开关FOM 仅为 Si 的45%，这就意味着在高频软开关应用中，100V GaN 的性能更加优越。

 

同时，该芯片还具有独立的高侧和低侧PWM信号输入，并支持TTL电平驱动，可由专用控制器或通用MCU进行驱动控制，是数据中心模块电源，电机驱动以及D类功率放大器等48V电源系统的最佳选择。

 

 

INN040LA015A 是一颗耐压 40V 导阻 1.5mΩ 的增强型氮化镓晶体管，采用FCLGA 5*4 封装，体积小巧，同时具备极低栅极电荷和导通电阻，且反向恢复电荷为零，不仅可以降低占板面积，支持1000W DCDC模块的高功率密度设计，更高的开关频率还能为系统提供更高的动态响应，为绿色数据中心赋能。

 

 

未来的数据中心将以更高效、更绿色和更智能的方式为客户提供服务，1000W DCDC 电源模块能够使数据中心发挥高功率密度、低损耗等巨大优势，氮化镓作为实现绿色能源的核心器件，也将为数字化时代的到来提供有力支撑。

 

►场景应用图

 

►产品实体图

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

高效率：98.0% @48V-12V /30A

高频率：1MHz

高功率密度：2150W/in^3

超小体积：39mm*26mm*7.5mm

 

►方案规格

尺寸：

39mm*26mm*7.5mm

效率：

峰值效率：98.0%@12V/30A

满载效率：96.29%@12V/85A

功率密度：

2150W/in^3