数字电源芯片的概况与发展

追溯电源的发展历程，自20世纪50年代NASA开发出第一代开关电源以来，电源技术不断发展。
50多年前，一家美国公司率先开发出最早的功率芯片，标志着功率芯片时代的正式开始。
早期的电源芯片主要是模拟形式，主要执行升压和降压功能。
模拟电源芯片用于放大器、比较工具；司机通过电阻、电容等模拟器件实现并了解功率转换和控制。
然而，随着电源行业的发展；模拟电源芯片已确定；小型化；平台化；无法满足现代供电数字化、智能化的需求。
于是，数字电源芯片诞生了。
数字电源芯片使用数字信号进行电源控制；与传统的模拟机器控制方法相比，它带来了革命性的优势。
在21世纪，数字化浪潮正在推动电源行业的创新。
一开始，数字电源发展分为两大流派：基于硬件和ASIC基于软件的DSP。
虽然基于硬件的ASIC设计简单、性能强大，但其成本较高，且难以弥合固定芯片功能与不同需求之间的差距。
基于软件的数字电源芯片功能灵活，具有定制能力，但使用复杂；发育困难；功耗；数量和成本都有限制。
我国数字电源芯片的研发始于2011年。
水芯创始人吴玉春提出了可重构数字电源芯片的概念，并强调数字电源芯片最大的优势在于其可重构性。
通过下一代架构和设计理念；模拟电源芯片全面数字化；基于智能化和平台化。
可重构数字电源芯片的主要优点是采用软件定义；少量型号，满足用户定制需求；节省成本；有力的行动；功耗低、体积小。
目前市场上大部分大功率电源严重依赖数字控制大多数仍然使用模拟控制。
表现可靠性;稳定尺寸随着供电系统智能化、定制化程度的提高，数字化控制成为必然选择。
2011年，水芯开创了中国可重构数字电源芯片时代，强调数字电源芯片的最大优势，在行业内引起波澜。
经过近10年的探索，成都水芯电子成立，专注于可重构数字电源芯片领域。
成都水芯电子创始人吴玉春在ADI负责数字电源芯片ADP1043的开发，该芯片荣获全球电源芯片创新第一名。
回到中国后，吴玉春苏州亿能微电子科技有限公司致力于中国自主数字电源芯片研发。
成立。
2014年，亿能公司量产可重构数字功率SOC芯片EDP2036，引领了中国功率芯片领域的一场技术革命。
此后，亿能研发出多款、多套快充芯片，超越国内外企业快充芯片研发能力。
它成为一个原型。
水芯研发出新型可重构数字电源芯片，提升快充行业技术水平。
产品深受市场好评，公司确立了奢侈品消费品的地位，获得天使投资，实现工业等领域芯片量产。
CPU给数字电源芯片供电；光伏逆变器；如何给汽车充电OBC通讯电源；服务器电源；广泛应用于工业电源等大功率电源领域。
同时，数字电源技术已经普及到家电、电子领域，华为成立了专门的数字电源子公司进行产品研发。
水芯生产的可重构数字电源芯片性价比高；易于使用；具有低功耗、高集成度的特点，满足用户的不同需求；保护知识产权，缩短产品开发时间。
汽车、沟通服务器，工业、新能源等先进领域；水芯可重构数字电源芯片可以替代国外芯片，获得成本优势。
未来十年，模拟电源芯片将通过大规模数字化仪实现数字化，消费和工业电源芯片也将实现数字化。
成都水芯电子是国内数字电源芯片领域的领先企业，其可重构数字电源芯片结合了软硬件、低成本、正在努力提高易用性和高功率的结合。
该系列芯片应用于快充产品线及十余类快充应用，全系列产品支持最新快充协议PD3.1，技术领先于市场所有快充芯片公司。
.成都水芯生产的该系列芯片应用于小家电、电动工具；笔记本，广泛应用于电子烟、工业能源设备等各个领域，可充分发挥可重构数字电源芯片的特点和优势。
完成工业领域水芯产品CPU动力芯片的研发。
这是TI的C2000它成功替代了该系列产品，打破了国外芯片公司的垄断，这一点非常重要。
成都水芯电子生产的可重构数字电源芯片，可以打破国外芯片公司的垄断，实现模拟电源芯片的全面数字化转型。

硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源，功率密度高达6.114W/mm3

电子爱好者网报道（文/李成）随着行业数字化转型，通信基站和数据中心数量逐渐增多，电力压力也日益紧张。
据相关资料显示，预计到2025年，通信站点数量将增至7000万个，年能耗将超过6700亿千瓦时，数据中心将增至2400万个机架，年能耗将超过950亿千瓦时。
十亿千瓦时。
数十亿电力消耗让人思考“双碳”背景下，节能减排成为全人类的共同目标，也引发了各行业的能源革命。
以通信业务起家的华为，在基站和通信服务器领域都有布局，秉承“极简、绿色、智能、安全”的理念，推出了一系列服务器电源产品。
来源：华为近日，B站博主@jihun发布了一段拆解电源的视频，引起了我的浓厚兴趣。
被拆解的是华为的3000W钛级氮化镓服务器电源。
据博主介绍，电源型号为PAC3000S12-T1，是华为几年前的产品。
电源功率密度极高，系统转换效率高达96%。
背面参数来源：@计魂通过查阅相关资料发现，华为有多款服务器电源产品，输出电压为12V，输出功率范围为900W到3000W，封装尺寸为68mmx183mmx40.5mm，长度183毫米，远短于行业平均265毫米，体积控制在490.62mm3，使得功率密度高达6.114W/mm3。
常规氮化镓电源的功率密度仅为1.1W/mm3，即使与专用服务器电源相比，该电源的功率密度也提高了50%以上。
它还支持交流电压90~264V和直流电压180V~300V输入，输出12.3V/243.9A。
左：三种不同输出功率的电源内部对比右：电源输出来源：@机魂PAC3000S12-T1。
通过上面三款华为服务器电源的内部对比，我们发现这三款型号的底部PCB尺寸是相同的，900W和1200W电源的内部空间显得比较宽裕，而且都是。
与更大的铝基散热器相结合，以提高热分配系统的性能。
3000W电源取消了内部散热器设计，采用水平和垂直的PCB接合方式，最大限度地利用有限的空间，并用焊接元件填充其中，MLCC电容也用在电源的输出侧。
总体而言，该电源非常紧凑。
顶视图来源：@jihun由于这款电源内部空间有限，设计者为其他组件预留了尽可能多的空间。
一起。
这也是高密度的体现力量。
从这款电源的外观和元器件布局来看，虽然非常紧凑，但一点也不凌乱，也体现了华为PCB设计工程师的高水平，在布局时不要只考虑电磁兼容问题。
成分。
但即便是外观可以让电源变得更小，光是这部分就已经花了不少功夫。
系统电路方面，这款3000W服务器电源采用PFC+LLC电源架构。
该电源采用的PFC拓扑为插值图腾PFC，是目前已知的电路拓扑中使用更少元件的新型PFC，传导损耗更低。
图片来源：@jihun图腾柱的PFC部分总共使用了12个MOSFET，其中高频桥臂使用了8个氮化镓MOSFET，据博主介绍，这8个氮化镓MOSFET是GaNSystems的升级版GS66516T6。
氮镓MOSFET采用低电感GaNPX封装，导通电阻仅为25mΩ。
低频桥臂采用四个硅基MOSFET，阻抗为28mΩ。
英飞凌的IPT60R028G7的最大电压为650V。
主要的PFC控制芯片是ST的STM32F334，它是专门为数字电源转换应用而设计的。
来源：@机hunLLC该电路采用LLC谐振半桥结构，使用4个与PFC电路同类型的氮化镓MOSFET。
辅助电源采用英飞凌的准谐振PWM控制器ICE2QR2280G，该控制器具有降频功能，可以保证负载降低时工作的稳定性，同时提高转换效率，具有良好的性能。
12V输入采用东芝N沟道MOSFET，导通电阻仅为0.41mΩ。
通过拆解发现，华为的电源用料十足，共有12颗氮化镓MOSFET。
GS66516T在零部件交易平台上的售价已显示为每颗275元，售价为3300元，华为的组装技术确实让我印象深刻，我严重怀疑设计师在设计这款供电时没有考虑成本。
电源在工作过程中会不断产生热量，随着温度的升高，电源的性能会受到影响，电源部件的寿命也会缩短，最终可能导致系统故障。
因此，电源的热管理非常关键。
来源：@jihun拆解了电源，发现电源内部没有安装热电偶。
毕竟这款电源的输出功率高达3000W，产生的热量也不容小觑。
但缺点是高速时风扇声音会很大。
为什么“高成本”电源的能效只有96%？由于采用12V/4A风扇散热，因此运行时风扇的损耗非常大。
并且由于输出电流高达243.9A，同步整流环节的导通损耗非常高。
这三个方面的损失是不成的主要原因该电源的效率可以得到提高。
虽然这是几年前的产品，但它能够满足当前服务器供应在大功率、高密度、高效率方面的发展需求，再加上匀称的部件外观，可见华为的研发实力。
团队还是比较强大的。