基于Infenion XMC4200的全数字电源

随着数据中心应用领域的蓬勃发展，对高端电源的需求增大，对电源的高密度、小体积、高能效、智能化、定制化等提出了越来越高的要求，数字化电源已成趋势。而服务器电源主要应用在数据中心场景中，主要应用于服务器、存储器等设备。数据中心包括计算机系统（如服务器）和其它与之配套的设备（如存储系统），还包含 冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置，是发展“云计算”和“大数据”的重要基础。和传统的模拟电源相比，数字电源有如下的特点:

1.控制智能化-- 它是以数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）为核心，将数字电源驱动器及PWM控制器作为控制对象而构成的智能化开关电源系统。　

2.数模组件组合优化--采用“整合数字电源”技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合。

3.集成度高--实现了电源系统单片集成化，将大量的分立式元器件整合到一个芯片或一组芯片中。

4.控制精度高-- 能充分发挥数字信号处理器及微控制器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标。例如，其脉宽调制（PWM）分辨力可达150ps的水平，这是传统开关电源所望尘莫及的。

5.模块化程度高-- 数字电源模块化程度高，各模块之间可以方便地实现有机融合，便于构成分布式数字电源系统，提高电源系统的可靠性。

英飞凌推出系统解决方案基于Infenion XMC1400+XMC4200以及搭配自家功率器件(eg: CoolMOS IPZ60R099C7/ IPP60R180C7)的AC-DC 800W全数字化服务器电源, 由连续导电模式(CCM)功率因数校正器(PFC)变换器和半桥LLC DC-DC变换器组成，采用高功率密度、高效率的设计理念，达到80plus白金牌标准。具有宽输入电压，高精度输出电压，对于传统模拟电源设计者向数字化转型也是有很好的参考借鉴作用。

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►主控说明

►核心技术优势

› 满足80Plus® Platinum® 标准:俗称80plus白金牌。

› 满足高功率密度的需求:30W/in3

› 全数字化控制，采用用最普遍且受欢迎的二级式电源架构，即PFC+LLC,

› 采用英飞凌的整体解决方案，包括主控MCU、高压MOS、驱动、二极管等，便于BOM成本管控

› 具有对外通讯的功能(PMBUS协议)

› XMC1402优势：

(1) 主流ARM@Cortex-M0内核，48Mhz主频(96Mhz PWM),包含运算协处理器

(2) 内置模拟比较器,节省外围成本

(3) 12bit ADC,灵活的被内部PWM触发

(4) 在FPC中很容易是实现电压环、电流环的控制、OCP/OVP保护机制

 › XMC4402优势：

(1) 性能强悍的ARM@Cortex-M4内核，80Mhz主频，包含DSP指令集和浮点运算单元

(2)8通道高精度PWM,分辨率高达150ps

(3)片内含有高速12bit  ADC、10bit DAC和模拟比较器，非常适合环路保护控制

(4)256k Flash，40k SRAM

(5)工作温度-40~125°

►方案规格

· 输入电压范围：90–265 V AC

· 标称输入电压：230 V AC

· 交流电频率范围：47–63 Hz

· 输出电压：12.2 V ± 2%

· 输出电流：67A

· 输出功率：800W

· 效率：＞95%

· 开关频率f(pfc)：65KHZ

·   f(llc)：150KHZ

· 功率密度：30W/in3

· 电磁干扰(EMI): EN55022 classb

· 具有过压、过流、过温保护机制