Le blog de l'entreprise Étage de puissance intégré Infineon TDA22560 OptiMOS™ 90A avec performances thermiques

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. fournit les produits InfineonTDA22560OptiMOSTM 90 Une étape de puissance intégrée, qui offre une efficacité et des performances thermiques de première classe.

L' InfineonTDA22560est une étape de puissance intégrée de haute performance de 90 A appartenant à la série POWERSTAGE CE, dotée de la technologie OptiMOSTM de puissance MOS éprouvée.Il intègre des MOSFET haute et basse tension avec des circuits de pilotage de porte intelligents, éliminant la conception complexe associée aux solutions traditionnelles de composants discrets.il est devenu le composant privilégié pour les systèmes d'alimentation VRM multifase, répondant parfaitement aux exigences d'alimentation en courant élevé et basse tension des puces de base telles que les processeurs, les GPU et les ASIC, tout en équilibrant une forte densité de puissance avec une fiabilité opérationnelle à long terme.

I. Le positionnement et l'intégration essentielsTDA22560

Le TDA22560 est une étape d'alimentation monolithique spécialement conçue pour les topologies de conversion buck à haute fréquence et en plusieurs phases.il s'intègre parfaitement à la série XDPE de contrôleurs numériques principaux d'Infineon pour créer des systèmes d'alimentation en courant continu à plusieurs phases très efficaces et stablesComparé aux solutions traditionnelles discrètes MOSFET-plus-conducteur, ce dispositif présente une conception hautement intégrée, combinant le transistor de commutation, le circuit du conducteur,circuits de détection et unité de protection dans un seul emballageCela réduit considérablement le nombre de composants externes, ce qui réduit efficacement les coûts de BOM et l'empreinte des PCB.tout en évitant des problèmes tels que les interférences de routage et les écarts de paramètres associés aux solutions discrètes, améliorant ainsi de manière significative la cohérence et la stabilité du système d'alimentation.

S'appuyant sur le procédé propriétaire OptiMOSTM de Infineon, le dispositif offre les deux avantages de faibles pertes de conduction et de faibles pertes de commutation.Il maintient une excellente efficacité de conversion même dans des conditions de commutation à haute fréquence de 2 MHz, conformément à la tendance vers des fréquences plus élevées et des tailles plus petites dans les sources d'alimentation modernes haut de gamme,tout en respectant les exigences strictes en matière de faible consommation d'énergie et de haute durabilité dans les centres de données et les plateformes informatiques industrielles.

II. Principaux paramètres de performances électriques duTDA22560

Grâce à un réglage précis des paramètres, le TDA22560 est adapté à la grande majorité des scénarios d'alimentation haut de gamme à courant élevé.Ses paramètres électriques de base offrent une adaptabilité exceptionnelle à divers scénarios et une redondance de performancesLes spécifications de base sont les suivantes:

- courant de sortie nominal: 90A continu, capable de résister à des surtensions de courant de pointe à court terme, répondant aux exigences des changements soudains de charge dans les processeurs

- Plage de tension d'entrée: 4,25 V à 16 V, couvrant les tensions de bus courantes pour serveurs, équipements industriels et équipements de télécommunications

- Plage de tension de sortie: 225mV ∙ 5.5V, adaptée avec précision aux besoins d'alimentation basse tension et à courant élevé des processeurs et des GPU

- Fréquence de commutation maximale: 2MHz, permettant un fonctionnement à haute fréquence pour réduire la taille des inducteurs et condensateurs associés et améliorer la densité de puissance du système

- Plage de température de fonctionnement: -40°C à +125°C, avec une large plage de températures adaptée à divers scénarios industriels et informatiques exigeants

- Caractéristiques du procédé: basé sur la technologie de tranchée OptiMOSTM, permettant d'obtenir une très faible résistance et une charge de la porte, réduisant considérablement les pertes de commutation et de conduction

III. Conception de la performance thermique de base et de l'architecture thermique duTDA22560

Le principal défi pour les appareils de haute puissance est l'accumulation de chaleur dans des conditions de charge élevée, ce qui peut facilement conduire à la dégradation de l'appareil, à une dégradation des performances ou même à des dommages thermiques.TDA22560s'attaque à cette problématique grâce à une approche à trois volets combinant l'optimisation des processus, la conception thermique innovante des emballages et les voies thermiques multidimensionnelles,réalisation de capacités de gestion thermique de pointe qui répondent parfaitement aux exigences thermiques d'un fonctionnement continu de 90 A.

Optimisation des pertes thermiques au niveau du processus

L'appareil utilise le procédé OptiMOSTM de nouvelle génération de puces de puissance d'Infineon.il réduit considérablement les pertes de résistance et de commutation des MOSFET, réduisant ainsi au minimum la production de chaleur en joules et de chaleur de commutation pendant le fonctionnement à la source.,LeTDA22560réduit ses propres pertes thermiques de plus de 15%, minimisant ainsi efficacement l'accumulation de chaleur et atténuant fondamentalement le stress thermique,en jetant ainsi les bases du fonctionnement continu dans des environnements à haute températureEn outre, ce procédé offre une excellente stabilité thermique, avec une dérive minimale des paramètres à mesure que la température de jonction augmente,prévention du cercle vicieux de l'escalade des pertes causée par l'augmentation des températures.

Conception thermique innovante à double voie

LeTDA22560utilise un ensemble thermique de haute efficacité sur mesure d'Infineon, qui s'affranchit des limites de la dissipation de chaleur unidirectionnelle traditionnelle.Il prend en charge un mode de conduction thermique à double trajectoire combinant la dissipation thermique du côté supérieur avec la dissipation thermique du côté inférieur du PCB pour créer une trajectoire thermique complèteLe fond de l'appareil est doté d'un grand coussin thermique exposé, qui peut être directement collé à des zones à haute teneur en papier de cuivre et à des voies thermiques sur le PCB.conduction rapide de la chaleur du noyau de la puce vers le substrat du PCB et utilisation de la grande surface de la feuille de cuivre pour le refroidissement passif; le haut de l'emballage utilise un composé de moulage hautement conducteur thermiquement, dont la conductivité thermique est largement supérieure à celle des ensembles de dispositifs d'alimentation conventionnels,permettant une intégration directe avec des composants de refroidissement externes tels que des dissipateurs de chaleur à surface et des dissipateurs de chaleur pour obtenir une activité, un refroidissement amélioré.

Cette conception thermique à double voie résout complètement le problème de la dissipation de chaleur inadéquate dans les mises en page de PCB compacts,une réduction significative de la résistance thermique de la jonction centrale à l'environnement et de la jonction à l'emballageCela garantit que la sortie continue du courant nominal de 90 A devient une norme stable, évitant les limitations de performance causées par des goulots d'étranglement thermiques unilatéraux.

Paramètres de résistance thermique et performances à haute température

Grâce à son architecture thermique supérieure et à l'optimisation des procédés, leTDA22560possède d'excellents paramètres de résistance thermique, avec des résistances thermiques à la fois de jonction à boîtier et de jonction à l'environnement qui se classent parmi le plus haut niveau des appareils de classe de puissance 90A.Dans des conditions de réglage de PCB standard et de refroidissement par air conventionnel, lorsque le dispositif fonctionne en continu à pleine charge (90 A), la température de jonction peut être maintenue de manière stable dans une plage de sécurité sans accumulation significative de chaleur;même dans des conditions extrêmes telles que des environnements fermés à haute température ou un faible débit d'air, il peut toujours maintenir les performances de sortie nominale sans dégradation significative de l'efficacité due à la surchauffe.le dispositif est équipé d'une unité de détection de température précise qui surveille en permanence la température de jonction de la puce, fournissant des données précises à l'appui des stratégies de gestion thermique du système et des réglages limitant le courant de charge.

4. LeTDA22560- des mécanismes de protection complets, adaptés aux conditions de fonctionnement à haute température et à courant élevé

Pour faire face aux risques de sécurité associés aux scénarios d'exploitation à haut courant, à haute température et à haute fréquence, leTDA22560Il intègre une gamme complète de fonctions de protection intelligentes, qui complètent ses excellentes performances thermiques pour assurer le fonctionnement stable à long terme du système.Les fonctions principales de protection comprennent la protection contre les températures élevéesLorsque la température de jonction dépasse le seuil en raison de charges extrêmes ou de dissipation de chaleur anormale,le mécanisme de protection contre la surtempérature réagit rapidement à la limitation automatique de la puissance de sortie, empêchant ainsi la dégradation thermique et les dommages au dispositif.empêcher les surtensions de courant élevé de brûler la puce et les charges en avalLa synergie entre ces multiples mécanismes de protection et le système de gestion thermique efficace garantit au dispositif une fiabilité exceptionnelle sous haute charge, haute température,et conditions de fonctionnement transitoires.

V. Scénarios d'application typiques pour lesTDA22560

Avec sa capacité de sortie de courant élevé de 90A, ses performances à haute fréquence de 2MHz, sa gestion thermique exceptionnelle et son intégration élevée, leTDA22560Il est largement utilisé dans diverses applications d'alimentation en courant continu à courant continu haut de gamme. Les principaux domaines d'application comprennent:

- Centres de données et serveurs d'IA: fourniture d'une puissance régulée à courant élevé en plusieurs phases aux CPU, GPU et cartes d'accélérateur d'IA, répondant aux exigences du fonctionnement continu sous lourdes charges

- Équipements de calcul hautes performances: modules d'alimentation de base pour les hôtes de calcul HPC et les serveurs industriels, assurant une puissance de sortie stable sous charges de calcul

- L'informatique industrielle et les plateformes embarquées: alimentation des cartes mères de commande industrielle et des appareils informatiques embarqués dans des environnements industriels difficiles,répondant à une large plage de températures et à des exigences de stabilité élevées

- équipement de réseau et de communication: systèmes d'alimentation à courant élevé pour les commutateurs haut de gamme, les routeurs et autres équipements de communication,répondre aux exigences opérationnelles de haute fréquence et de longue durée

VI. Résumé de laTDA22560Les avantages globaux

L'étape d'alimentation intégrée Infineon TDA22560 OptiMOSTM 90A tire parti du processus de base OptiMOSTM comme fondement de ses performances et dispose d'unL'architecture thermique hautement efficace en tant que principal avantage, réalisant des percées complètes en matière de courant élevé, de rendement élevé, de gestion thermique robuste, d'intégration élevée et de fiabilité élevée.Comparé aux solutions discrètes de la même classe et aux étapes de puissance intégrées standard, elle simplifie non seulement la conception du système d'alimentation et réduit le coût global du système et son empreinte,mais répond également au défi de l'ensemble de l'industrie de la faible stabilité à haute température dans les appareils de puissance à courant élevé grâce à une optimisation thermique extrême- Capables d'un fonctionnement stable et soutenu dans des conditions difficiles, avec des fréquences élevées, des charges lourdes et de larges plages de températures,il est le composant de base préféré pour les systèmes d'alimentation VRM multifase haut de gamme, fournissant un soutien technique fiable pour les mises à niveau de l'alimentation électrique dans les équipements haut de gamme dans les secteurs de l'informatique, de l'industrie et des communications.