I convertitori buck multifase sono ampiamente utilizzati in applicazioni a 12 V come data center, sistemi di intelligenza artificiale (AI) e infrastrutture di comunicazione. Un tema comune tra questi casi d’uso è la necessità di migliorare l’efficienza senza compromettere le prestazioni o aumentare lo spazio fisico.
Un approccio promettente consiste nell'utilizzare induttori accoppiati (CL). Utilizzando la tecnologia di induttanza reciproca fase per fase, CL può eliminare efficacemente l'ondulazione di corrente, migliorando così significativamente l'efficienza pur mantenendo la compatibilità con i layout tradizionali.
Questo articolo descriverà brevemente le sfide affrontate dai progettisti di convertitori buck multifase in termini di efficienza e layout. Quindi introdurre il CL, fornire risultati sperimentali per verificare il miglioramento dell'efficienza e dimostrare come applicare il CL nei convertitori Analog Devices.
La sfida dell’efficienza dei tradizionali convertitori buck multifase
Nei sistemi di comunicazione e calcolo ad alte prestazioni, la perdita di efficienza della trasmissione di potenza può avere un impatto significativo sul costo, sull'affidabilità e sulla gestione termica del sistema. I progettisti dei tradizionali regolatori di tensione multifase spesso affrontano sfide a questo riguardo, soprattutto in condizioni di carico leggero dove le perdite di commutazione e CA diventano più pronunciate.
Nel frattempo, anche la disposizione del livello di potenza e le limitazioni meccaniche limitano le opzioni per migliorare le prestazioni. In molti sistemi, lo spazio per l'aggiornamento delle dimensioni dei componenti è estremamente limitato e, di fronte a strategie di pad universali, è spesso difficile regolare il layout dei circuiti stampati (PCB).
Pertanto, vi è un forte interesse verso metodi che possano raggiungere una maggiore efficienza senza modifiche significative all’architettura di potenza. Idealmente, tali soluzioni dovrebbero mantenere la stessa disposizione dei pad, consentire l'uso dei condensatori di uscita (CO) esistenti e mantenere le prestazioni transitorie in varie condizioni di carico.
CL soddisfa questi requisiti riducendo l'ondulazione e migliorando le perdite di commutazione, tutti con la stessa disposizione dei pad dei design tradizionali.