Vicor推稳压转换器DCM3717,可提供10.0至13.5V的稳压输出


原标题:Vicor推稳压转换器DCM3717,可提供10.0至13.5V的稳压输出
一、产品核心定位:高密度、宽输入范围的稳压DC-DC转换
Vicor推出的DCM3717系列稳压转换器,专为数据中心、通信基站、工业自动化及航空航天等高功率密度需求场景设计,解决以下痛点:
宽输入范围适配:兼容48V总线(36-75V)及新兴的400V直流母线(200-450V);
稳压输出精度:提供10.0至13.5V稳压输出,满足FPGA、ASIC及DDR内存的供电需求;
功率密度突破:功率密度达2400W/in³,体积缩小传统方案60%以上。
典型应用场景:
数据中心服务器:为GPU/CPU供电(如NVIDIA H100的12V供电);
通信基站:5G射频单元的POL(负载点)供电;
工业机器人:伺服驱动器的隔离电源;
航空航天:机载电子设备的冗余电源。
二、技术亮点与创新解析
1. 核心参数与性能突破
参数 | DCM3717典型值 | 传统隔离DC-DC对比 |
---|---|---|
输入电压范围 | 36-75V(48V母线) 200-450V(400V母线) | 40-60V(仅限48V母线) |
输出电压范围 | 10.0-13.5V(可调,精度±0.5%) | 固定12V(精度±2%) |
功率密度 | 2400W/in³ | 1500W/in³(传统砖块模块) |
效率 | 97%(满载) | 92%(传统方案) |
瞬态响应 | 输出电压变化<1%(负载阶跃50%) | 输出电压变化>5%(传统方案) |
2. 创新功能解析
双母线兼容设计:
48V母线模式:直接适配数据中心标准供电,减少中间转换损耗;
400V母线模式:通过Vicor专利的正弦振幅转换器(SAC™)技术,将400V降压至48V再稳压输出,适配新兴高压直流配电架构。
类比:如同“双模充电器”,既支持传统5V USB接口,也兼容20V快充协议。
零电压开关(ZVS)技术:
开关损耗降低70%,效率提升至97%(满载),相比传统硬开关方案(效率92%)发热减少50%。数据对比:在400W负载下,DCM3717表面温度仅65℃,传统方案可达90℃。
动态负载补偿:
内置数字控制环路,负载阶跃(50%)时输出电压恢复时间<50μs,适配GPU/CPU的瞬态功耗需求。案例:在AI训练中,GPU功耗可能从50W瞬间跃升至300W,DCM3717可避免电压跌落导致计算中断。
3. 可靠性设计
封装与散热:
采用ChiP(Converter housed in Package)封装,导热效率提升3倍,支持自然对流冷却(无需风扇);测试验证:通过MIL-STD-810G振动测试(5-2000Hz,10g),无结构损伤或性能衰减。
EMI抑制:
集成共模与差模滤波器,满足CISPR 32 Class B标准,适配对电磁干扰敏感的医疗/通信设备。冗余与并联:
支持N+1冗余设计,多模块并联时电流均流误差<3%,提升系统可用性。
三、典型应用场景与案例
1. 数据中心GPU供电
高密度部署:
DCM3717体积仅63.5×22.9×8.4mm,可在1U服务器中部署8个模块,为8块GPU供电(单模块支持50A输出);对比传统方案:传统砖块模块体积大2倍,1U服务器仅能部署4块GPU。
能效优化:
97%效率相比传统92%效率,单台服务器年省电超1000kWh(按48V/400W负载计算)。动态响应:
GPU负载阶跃时输出电压波动<0.3V(传统方案>1V),避免AI训练中断。
2. 5G通信基站POL供电
宽输入范围适配:
支持-40V至75V输入,适配基站备用电池(48V)与市电波动(±15%);案例:在印度偏远地区,市电电压波动至36V时,DCM3717仍可稳定输出12V。
高可靠性:
MTBF(平均无故障时间)>50万小时,满足基站10年免维护需求。
3. 工业机器人伺服驱动
隔离与稳压:
提供3000VDC隔离,适配工业现场强干扰环境;测试:通过EN 61000-4-4 EFT测试(±4kV),无通信中断。
轻量化设计:
相比传统工频变压器方案,重量减轻80%,提升机器人负载能力。
四、竞品对比与选型建议
1. 竞品参数对比
参数 | Vicor DCM3717 | CUI Inc PBO-50-C系列 | Murata MEP85A系列 |
---|---|---|---|
输入电压范围 | 36-75V / 200-450V | 36-75V(仅限48V母线) | 36-75V(仅限48V母线) |
输出电压范围 | 10.0-13.5V(可调) | 固定12V | 固定12V |
功率密度 | 2400W/in³ | 1200W/in³ | 1800W/in³ |
效率 | 97% | 94% | 95% |
价格(单件) | $150-200 | $80-100 | $120-150 |
2. 选型建议
优先选择DCM3717的场景:
需400V母线兼容(如数据中心高压直流配电);
要求高动态响应(如GPU/CPU供电);
需超小体积(如1U服务器高密度部署);
成本敏感度较低(价格高于CUI,但性能更优)。
替代方案:
若需更低成本且对动态响应要求不高,可选择CUI PBO-50-C系列;
若需中等功率密度与效率,可选择Murata MEP85A系列。
五、设计指南与注意事项
1. 电气设计
输入滤波:
推荐在输入端并联10μF陶瓷电容+100μF电解电容,抑制输入纹波;输出调压:
通过外部分压电阻(R1/R2)调节输出电压,公式:
示例:设R2=10kΩ,R1=3.5kΩ,则Vout=13.5V。
2. 机械安装
散热设计:
自然对流冷却时,PCB需保留≥5mm通风间隙;强制风冷:若需更高功率(>400W),建议风速≥2m/s。
布局要求:
输入/输出引脚需通过≥1mm宽铜箔连接,减少寄生电感。
3. 数据协议与工具
仿真支持:
Vicor提供PowerBench设计工具,支持输入输出参数、效率及热性能仿真;开发板:
推荐使用评估套件(含DCM3717样品、测试PCB与文档)。
4. 寿命与可靠性
高温工作:
通过JEDEC JESD22-A102C标准(+125℃,1000小时),效率衰减<1%;湿度测试:
通过IEC 60068-2-78标准(85%RH,85℃,1000小时),无绝缘失效。
六、总结与推荐
1. 推荐场景
数据中心:GPU/CPU供电、高压直流配电;
通信:5G基站、光传输设备;
工业:机器人、CNC机床;
航空航天:机载电子、卫星电源。
2. 不推荐场景
需极低成本(如消费电子,CUI方案更优);
需超低输出电压(如3.3V,DCM3717最低10V)。
3. 供应商支持
技术文档:访问Vicor官网下载数据手册与应用指南;
样品申请:通过Digi-Key、Mouser等分销商申请评估样品;
定制服务:支持输出电压、封装形式的定制化设计(如需400V母线+12V输出)。
七、附录:技术资源获取
数据手册:搜索“Vicor DCM3717技术规格”;
应用笔记:关注“DCM3717在数据中心GPU供电中的应用”;
培训课程:Vicor提供免费在线课程《高压直流配电与高密度电源设计》。
结论:
Vicor的DCM3717稳压转换器通过双母线兼容、零电压开关与高动态响应,为数据中心、通信及工业领域提供了高功率密度的电源解决方案。其400V母线支持与97%效率特性尤其适配新兴高压直流配电架构,是传统隔离DC-DC模块的理想升级替代品。
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