MOSFET在服務(wù)器電源上的應(yīng)用

服務(wù)器電源主要用在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景中，主要應(yīng)用于服務(wù)器、存儲(chǔ)器等設(shè)備。它和PC電源一樣，都是一種開(kāi)關(guān)電源。

服務(wù)器電源按照標(biāo)準(zhǔn)可以分為ATX電源和SSI電源兩種。

ATX標(biāo)準(zhǔn)是Intel在1997年推出的一個(gè)規(guī)范，使用較為普遍，輸出功率一般在125瓦～350瓦之間主要用于臺(tái)式機(jī)、工作站和低端服務(wù)器。

SSI（Server System Infrastructure）規(guī)范是Intel聯(lián)合一些主要的IA架構(gòu)服務(wù)器生產(chǎn)商推出的新型服務(wù)器電源規(guī)范，SSI規(guī)范的推出是為了規(guī)范服務(wù)器電源技術(shù)，降低開(kāi)發(fā)成本，延長(zhǎng)服務(wù)器的使用壽命而制定的，主要包括服務(wù)器電源規(guī)格、背板系統(tǒng)規(guī)格、服務(wù)器機(jī)箱系統(tǒng)規(guī)格和散熱系統(tǒng)規(guī)格。

目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商都是將12V DC輸入作為主板電源。在傳統(tǒng)架構(gòu)中，不間斷電源 (UPS) 將在整個(gè)數(shù)據(jù)中心為兩個(gè)獨(dú)立AC分配方案提供備用電源。在典型服務(wù)器主板中，兩個(gè)AC-DC電源相互之間提供冗余，每個(gè)電源足以滿足服務(wù)器主板的全部電力需求。

二、服務(wù)器電源市場(chǎng)分析

AI、ChatGPT應(yīng)用火熱，除了最核心的計(jì)算芯片以外，電源供應(yīng)器也是市場(chǎng)討論的焦點(diǎn)話題之一。

目前市場(chǎng)上部分服務(wù)器電源的功率已經(jīng)超過(guò)3000W，有廠家預(yù)測(cè)未來(lái)的AI服務(wù)器電源功率會(huì)達(dá)到5000W甚至是8000W。

根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，全球TOP5服務(wù)器廠商市場(chǎng)集中度高，基本維持在50%， 主要玩家依次為戴爾，HPE，浪潮，聯(lián)想和SuperMicro，預(yù)計(jì)至2025年全球服務(wù)器出貨量將達(dá)1440.7萬(wàn) 臺(tái)，中國(guó)達(dá)416.2萬(wàn)臺(tái)，全球占比29%。2025年全球服務(wù)器電源市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)316億元，2020~2025年CAGR達(dá)11%，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)91億元，2020~2025年CAGR達(dá)11%。

三、服務(wù)器電源拓?fù)?/p>

通常鈦金級(jí)高效電源由無(wú)橋或半無(wú)橋PFC級(jí)（如圖騰柱級(jí)）和諧振DC-DC級(jí)（如LLC轉(zhuǎn)換器）組成（參見(jiàn)下圖 ）。12V的輸出電壓多半使用中心抽頭變壓器，而48V系統(tǒng)則應(yīng)考慮全橋整流。

圖騰柱PFC+LLC拓?fù)?/p>

圖騰柱PFC+LLC拓?fù)洌旱谝患?jí)PFC電路，電路啟動(dòng)時(shí)，沖擊電流較大，要求MOSFET有較強(qiáng)的EAS能力，高頻橋臂要求MOS的開(kāi)關(guān)性能好，低頻橋臂要求MOS導(dǎo)通??；后級(jí)LLC諧振電路，要求MOSFET的Body Diode具有較強(qiáng)的di/dt能力，較小的Qrr。

服務(wù)器電源市場(chǎng)應(yīng)用，龍騰半導(dǎo)體的高壓SJ MOS，其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

• 針對(duì)PFC拓?fù)?，?yōu)化EAS，增強(qiáng)抗雪崩能力，增強(qiáng)抗浪涌能力；

• 針對(duì)LLC拓?fù)洌瑑?yōu)化體二極管，增強(qiáng)di/dt能力，降低Qrr和驅(qū)動(dòng)干擾；

• 優(yōu)化Qg和Coss/Ciss比值，降低驅(qū)動(dòng)損耗，提升驅(qū)動(dòng)抗干擾能力。

服務(wù)器電源市場(chǎng)應(yīng)用，龍騰半導(dǎo)體的SGT MOS，其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

• 優(yōu)化Qg和Vth，高一致的Vth讓并聯(lián)更安全可靠；

• 優(yōu)化Coss和Rdson，更大程度地降低開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，降低溫升。