다상 벅 컨버터는 데이터 센터, 인공 지능(AI) 시스템 및 통신 인프라와 같은 12V 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 이러한 사용 사례의 공통 주제는 성능을 저하하거나 물리적 공간을 늘리지 않고 효율성을 향상시켜야 한다는 것입니다.
유망한 접근 방식은 결합 인덕터(CL)를 사용하는 것입니다. CL은 상간 상호 인덕턴스 기술을 사용하여 전류 리플을 효과적으로 제거함으로써 기존 레이아웃과의 호환성을 유지하면서 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
이 기사에서는 효율성 및 레이아웃 측면에서 다상 벅 컨버터 설계자가 직면한 과제를 간략하게 설명합니다. 그런 다음 CL을 소개하고 실험 결과를 제공하여 효율성 개선을 검증하고 Analog Devices 컨버터에 CL을 적용하는 방법을 시연합니다.
기존 다상 벅 컨버터의 효율성 문제
고성능 컴퓨팅 및 통신 시스템에서 전력 전송의 효율성 손실은 시스템 비용, 신뢰성 및 열 관리에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 기존 다상 전압 조정기 설계자는 특히 스위치 및 AC 손실이 더욱 두드러지는 경부하 조건에서 이와 관련하여 문제에 직면하는 경우가 많습니다.
한편, 전력 수준 레이아웃과 기계적 제한으로 인해 성능 개선 옵션도 제한됩니다. 많은 시스템에서 구성 요소 크기에 대한 업그레이드 공간은 극히 제한되어 있으며 범용 패드 전략에 직면할 때 인쇄 회로 기판(PCB)의 레이아웃을 조정하는 것이 어려운 경우가 많습니다.
따라서 전력 아키텍처를 크게 수정하지 않고도 더 높은 효율을 달성할 수 있는 방법에 대한 관심이 높습니다. 이상적으로 이러한 솔루션은 동일한 패드 레이아웃을 유지하고 기존 출력 커패시터(CO)를 사용할 수 있으며 다양한 부하 조건에서 과도 성능을 유지해야 합니다.
CL은 리플을 줄이고 스위치 손실을 개선하여 이러한 요구 사항을 충족하며, 모두 기존 설계와 동일한 패드 레이아웃을 갖습니다.