貼片電感計(jì)算感量時(shí)需考慮的輸入電壓范圍與紋波電流
在AI服務(wù)器電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，
貼片電感是電感量的精確計(jì)算直接影響著電源的穩(wěn)定性和效率。輸入電壓范圍和紋波電流作為電感計(jì)算中的關(guān)鍵參數(shù)，需要在設(shè)計(jì)初期就進(jìn)行充分的考量。平尚科技基于工業(yè)級(jí)技術(shù)積累，在貼片電感參數(shù)計(jì)算與選型方面形成了專業(yè)的技術(shù)方案。
輸入電壓范圍的波動(dòng)對(duì)貼片電感的電感量選擇具有重要影響。平尚科技的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在輸入電壓變化范圍為36V至75V的DC-DC變換器中，電感量的計(jì)算需要兼顧最低輸入電壓時(shí)的電流連續(xù)性和最高輸入電壓時(shí)的控制響應(yīng)。通過(guò)精確計(jì)算，將貼片電感量選定在10μH時(shí)，系統(tǒng)可在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。與固定電壓設(shè)計(jì)相比，這種優(yōu)化使得系統(tǒng)在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)的輸出電壓紋波控制在±1%以內(nèi)。
紋波電流的確定需要綜合考慮磁芯損耗和銅損。平尚科技的功率電感通過(guò)優(yōu)化磁芯材料和繞組結(jié)構(gòu)，在額定電流下的紋波率可控制在20%至40%的最佳區(qū)間。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，采用15μH電感量的貼片電感，在500kHz開(kāi)關(guān)頻率、20A輸出電流條件下，紋波電流的峰值可控制在4A以內(nèi)，有效降低了磁芯的交流損耗。這種優(yōu)化使得電感的溫升比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)降低約15℃，顯著提升了系統(tǒng)的可靠性。
在實(shí)際應(yīng)用案例中，平尚科技的貼片電感計(jì)算方案展現(xiàn)出卓越性能。某國(guó)產(chǎn)AI訓(xùn)練服務(wù)器的電源模塊采用優(yōu)化計(jì)算的電感參數(shù)后，在輸入電壓波動(dòng)±10%的條件下，系統(tǒng)仍能保持94%以上的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)將輸出紋波電壓控制在30mV以內(nèi)。這些參數(shù)完全滿足國(guó)內(nèi)AI硬件廠商對(duì)電源性能的嚴(yán)格要求。
溫度特性對(duì)電感量的影響不容忽視。平尚科技的貼片電感采用溫度穩(wěn)定性優(yōu)異的磁芯材料，在-40℃至125℃溫度范圍內(nèi)的電感量變化率控制在±10%以內(nèi)。這種穩(wěn)定性確保了在AI服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電源系統(tǒng)不會(huì)因溫度變化而產(chǎn)生性能波動(dòng)。
飽和電流的考量是電感選型的另一個(gè)關(guān)鍵因素。平尚科技的功率電感通過(guò)優(yōu)化磁芯結(jié)構(gòu)和氣隙設(shè)計(jì)，將飽和電流提高到額定值的1.5倍以上。在突發(fā)負(fù)載情況下，這種特性有效防止了電感飽和導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定，將動(dòng)態(tài)響應(yīng)的過(guò)沖電壓限制在5%以內(nèi)。
成本與性能的平衡需要通過(guò)精確計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。平尚科技通過(guò)建立詳細(xì)的計(jì)算模型，幫助客戶在滿足性能要求的前提下選擇最經(jīng)濟(jì)的電感方案。例如，通過(guò)優(yōu)化電感量和開(kāi)關(guān)頻率的匹配，可在成本基本不變的情況下將系統(tǒng)效率提升約2%。
布局設(shè)計(jì)對(duì)貼片電感性能的發(fā)揮同樣重要。平尚科技建議將功率電感盡可能靠近開(kāi)關(guān)管布置，同時(shí)保持適當(dāng)?shù)耐L(fēng)空間。通過(guò)優(yōu)化PCB布局，可將高頻回路的寄生參數(shù)降低約25%，顯著提升系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)性能。
隨著AI服務(wù)器功率密度的不斷提高，
貼片電感參數(shù)的精確計(jì)算將更加重要。平尚科技通過(guò)持續(xù)改進(jìn)貼片電感元件的性能特性和計(jì)算模型，為高效電源系統(tǒng)提供了可靠的設(shè)計(jì)方案，助力國(guó)產(chǎn)AI硬件實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的能效表現(xiàn)。
