基于Infenion XMC4200的全數(shù)字電源

隨著數(shù)據(jù)中心應用領域的蓬勃發(fā)展，對高端電源的需求增大，對電源的高密度、小體積、高能效、智能化、定制化等提出了越來越高的要求，數(shù)字化電源已成趨勢。而服務器電源主要應用在數(shù)據(jù)中心場景中，主要應用于服務器、存儲器等設備。數(shù)據(jù)中心包括計算機系統(tǒng)（如服務器）和其它與之配套的設備（如存儲系統(tǒng)），還包含 冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置，是發(fā)展“云計算”和“大數(shù)據(jù)”的重要基礎。和傳統(tǒng)的模擬電源相比，數(shù)字電源有如下的特點:

1.控制智能化-- 它是以數(shù)字信號處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動器及PWM控制器作為控制對象而構成的智能化開關電源系統(tǒng)?！?br/>

2.數(shù)模組件組合優(yōu)化--采用“整合數(shù)字電源”技術，實現(xiàn)了開關電源中模擬組件與數(shù)字組件的優(yōu)化組合。

3.集成度高--實現(xiàn)了電源系統(tǒng)單片集成化，將大量的分立式元器件整合到一個芯片或一組芯片中。

4.控制精度高-- 能充分發(fā)揮數(shù)字信號處理器及微控制器的優(yōu)勢，使所設計的數(shù)字電源達到高技術指標。例如，其脈寬調(diào)制（PWM）分辨力可達150ps的水平，這是傳統(tǒng)開關電源所望塵莫及的。

5.模塊化程度高-- 數(shù)字電源模塊化程度高，各模塊之間可以方便地實現(xiàn)有機融合，便于構成分布式數(shù)字電源系統(tǒng)，提高電源系統(tǒng)的可靠性。

英飛凌推出系統(tǒng)解決方案基于Infenion XMC1400+XMC4200以及搭配自家功率器件(eg: CoolMOS IPZ60R099C7/ IPP60R180C7)的AC-DC 800W全數(shù)字化服務器電源, 由連續(xù)導電模式(CCM)功率因數(shù)校正器(PFC)變換器和半橋LLC DC-DC變換器組成，采用高功率密度、高效率的設計理念，達到80plus白金牌標準。具有寬輸入電壓，高精度輸出電壓，對于傳統(tǒng)模擬電源設計者向數(shù)字化轉型也是有很好的參考借鑒作用。

?場景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?主控說明

?核心技術優(yōu)勢

? 滿足80Plus? Platinum? 標準:俗稱80plus白金牌。

? 滿足高功率密度的需求:30W/in3

? 全數(shù)字化控制，采用用最普遍且受歡迎的二級式電源架構，即PFC+LLC,

? 采用英飛凌的整體解決方案，包括主控MCU、高壓MOS、驅(qū)動、二極管等，便于BOM成本管控

? 具有對外通訊的功能(PMBUS協(xié)議)

? XMC1402優(yōu)勢：

(1) 主流ARM@Cortex-M0內(nèi)核，48Mhz主頻(96Mhz PWM),包含運算協(xié)處理器

(2) 內(nèi)置模擬比較器,節(jié)省外圍成本

(3) 12bit ADC,靈活的被內(nèi)部PWM觸發(fā)

(4) 在FPC中很容易是實現(xiàn)電壓環(huán)、電流環(huán)的控制、OCP/OVP保護機制

 ? XMC4402優(yōu)勢：

(1) 性能強悍的ARM@Cortex-M4內(nèi)核，80Mhz主頻，包含DSP指令集和浮點運算單元

(2)8通道高精度PWM,分辨率高達150ps

(3)片內(nèi)含有高速12bit  ADC、10bit DAC和模擬比較器，非常適合環(huán)路保護控制

(4)256k Flash，40k SRAM

(5)工作溫度-40~125°

?方案規(guī)格

· 輸入電壓范圍：90–265 V AC

· 標稱輸入電壓：230 V AC

· 交流電頻率范圍：47–63 Hz

· 輸出電壓：12.2 V ± 2%

· 輸出電流：67A

· 輸出功率：800W

· 效率：＞95%

· 開關頻率f(pfc)：65KHZ

·   f(llc)：150KHZ

· 功率密度：30W/in3

· 電磁干擾(EMI): EN55022 classb

· 具有過壓、過流、過溫保護機制