ZHCAE31 July 2022 AMC3301 , AMC3302 , AMC3306M25 , AMC3330 , AMC3336
1 应用简报
互联网内容提供商、通信服务提供商以及众多消费者和企业实体对云技术的需求不断增长，因此对数据中心产生了强劲需求。这些数据中心服务器中的配电网络（从前端功率因数校正 (PFC) 级到直流/直流级）必须满足高效率和功率密度标准。
美国电力研究院 (EPRI) 与 ECOS 咨询公司合作制定了一项称为 80 PLUS 的认证标准，旨在促进数据中心服务器电源单元 (PSU) 的高效能源使用。服务器 PSU 可以根据其在额定负载和功率因数 (PF) 水平下的能效表现，获得众多 80 Plus 认证之一，例如金级、铂金级等。
了解钛金级标准要求
表 1、表 2 和表 3 中分别显示了 80 Plus 钛金级标准的效率、PF 和电流总谐波失真 (iTHD) 要求。
| 115V 内部非冗余 | 230V 内部冗余 | 230V EU 内部非冗余 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 额定负载 | ||||||||||||
| 10% | 20% | 50% | 100% | 10% | 20% | 50% | 100% | 10% | 20% | 50% | 100% | |
| 钛金级效率 | 90% | 92% | 94% | 90% | 90% | 94% | 96% | 91% | 90% | 94% | 96% | 94% |
| 输出功率 | 10% | 20% | 50% | 100% |
| 功率因数 | > 0.90 | > 0.96 | > 0.98 | > 0.99 |
| 输出功率 | > 5% 且 ≤10% | > 10% 且 < 20% | ≥ 20% | ≥ 40% | ≥ 50% |
| iTHD | < 20% | < 15% | < 10% | ≤ 8% | ≤ 5% |
高效服务器 PSU 实施
图 1 展示了具有 PFC 和直流/直流级的服务器电源实现方案。非隔离式 PFC 级确保整流后的线电流跟随整流后的线电压。该前端 PFC 级形成一个具有相对较大纹波的中间直流总线。然后，隔离式直流/直流级提供电气隔离和经过良好调节且输出电流纹波最小的输出电压。
图 1 具有 PFC 和直流/直流级的服务器电源实施为了实现最高效率，功率因数应接近 1。高效的 PFC 由具有电压和电流控制反馈环路的单相图腾柱无桥拓扑实现。电压反馈环路用于将 PFC 总线电压调节至预选值，而电流反馈环路则调节总平均电感电流。电流环路需要高测量精度和高带宽，以满足钛金级标准的效率、PF 和 iTHD 要求。电流和电压检测反馈路径可能需要也可能不需要隔离，具体取决于 MCU 的架构和位置。
服务器 PSU 中的隔离式高性能电流和电压检测
基于分流器的电流测量是在电流反馈环路中实现高精度水平和高带宽的优选方案。与开环霍尔效应电流传感器相比，基于分流器的解决方案具有更高的精度、更低的温度漂移和更高的带宽。闭环霍尔传感器模块也可以作为一种替代方案，但为了达到所需的性能，它们的成本远高于基于分流器的解决方案。
与增强型隔离式放大器（例如具有 ±250mV 输入范围的 AMC3301 或具有 ±50mV 输入范围的 AMC3302）配合使用的分流电阻器，可以使用单电源运行，提供高达 300kHz 的带宽，是一种简单且易于实施的、基于分流器的高精度隔离式电流检测解决方案。这些米6体育平台手机版_好二三四包括完全集成的直流/直流转换器，无需在电流测量侧供电。对于电压测量，电阻分压器网络后跟 AMC3330 等增强型隔离式放大器（±1V 输入范围）可实现非常精确的隔离式电压检测。图 2 和图 3 分别显示了 AMC3301 和 AMC3330 的功能方框图。
图 2 AMC3301 方框图
图 3 AMC3330 方框图结语
随着服务器 PSU 制造商努力实现钛金级标准认证的趋势增加，AMC33xx 系列米6体育平台手机版_好二三四可提供高性能、低成本且易于实施的隔离式电流和电压检测解决方案。
资源
- 米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，隔离式放大器和调制器 TI 培训和视频
- 米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，比较隔离式放大器和隔离式调制器 白皮书
- 米6体育平台手机版_好二三四 (Ti)，比较板载充电器和直流/直流转换器中基于分流器和基于霍尔效应的电流检测解决方案 白皮书
- 米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，隔离式分流器和闭环电流检测的精度比较 应用简报