本文來自微信公眾號“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，作者/李寧遠。
隨著計算能力的不斷提升，通過各種聯(lián)接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量正在呈指數(shù)倍增加，數(shù)據(jù)中心的信息處理需求激增，以此來支持大模型、人工智能等技術的快速發(fā)展。
在這樣的市場發(fā)展趨勢下，CPU、GPU和FPGA等半導體處理器在制造工藝方面不斷優(yōu)化，并向微型化快速發(fā)展，數(shù)據(jù)處理能力顯著增強。而在這些核心處理器能力不斷提升的驅(qū)動下，與之配套的電源電路也隨之發(fā)生著巨大改變。
電源電路中的TLVR
先進處理器向更小的尺寸發(fā)展，導致用于其中的電源電壓降低，不過消耗的電流卻大幅增加，先進處理器的功耗一直在上升。不少行業(yè)廠商都預測，功耗會成為限制先進計算進一步發(fā)展的最大掣肘。
低電壓和大電流特征帶來的問題之一就是電源電路如何對快速負載波動的響應。在電壓已經(jīng)很小的電路內(nèi)，很大的電流負載波動的情況下如何保持穩(wěn)定可靠的電壓輸出是非常困難的一件事情。
為了應對現(xiàn)在先進處理器對電源電路的需求，TLVR是目前應對低電壓大電流應用中快速負載波動的很常見的電路配置，即跨電感的電源穩(wěn)壓。其原理是利用耦合電感次級繞組串聯(lián)調(diào)諧電感來增加耦合電流，進而快速增加暫態(tài)電流響應速度。
在TLVR電路配置中，每個相位開關連接到一個帶額外繞組的電感器上，然后將每個相位的繞組和補償電感器串聯(lián)成回路。TLVR配置大大提高了電源能力，使這些先進處理器獲得較高的瞬態(tài)響應性能，同時降低電源損耗，在整體尺寸和系統(tǒng)成本上也有減少。
TLVR用電感
TLVR中，電感的選用是非常關鍵的，很大程度上影響了該電源配置能否滿足當今的數(shù)據(jù)驅(qū)動應用性能需求。TLVR用功率電感能夠給電路提供關鍵的調(diào)節(jié)能力，通過積累和釋放能量來維持連續(xù)電流，可以為不同電壓等級的電源系統(tǒng)提供大電流和大電感。
當搭配執(zhí)行高速開關的IC使用時，TLVR用功率電感亦能將電壓轉(zhuǎn)換到所需水平。所以說電源鏈路的性能很大程度上受到這顆功率電感的制約，提高轉(zhuǎn)換效率和降低功率電感的損耗直接相關，提高電流能力需要強化功率電感磁芯，降低電源噪聲需要降低功率電感漏磁。
順絡電子此前就針對各類X86服務器TLVR供電應用、其他架構服務器的TLVR應用以及GPU板卡等場景發(fā)布過超大電流TLVR用組裝式功率電感WPZ系列。該系列一直都有新品推出，貫徹超低損耗、超大電流，超低的DCR、低漏感這些特點，能很好地提升瞬態(tài)響應速度，降低處理器電源紋波，提升轉(zhuǎn)換效率。
科達嘉電子近期也推出了高頻大電流電感CSFED系列滿足TLVR應用需求，低損耗錳鋅鐵氧體材料選擇讓器件具有高磁導率，磁芯損耗低，在高頻高溫環(huán)境下能保持良好的電流穩(wěn)定性。扁平線雙繞組的設計也是目前采用率很高的做法，能降低直流電阻，提升轉(zhuǎn)換效率的同時有效減少紋波電流。
Bourns近期則推出了全新的TLVR1005T和TLVR1105T系列多相跨電感器電壓調(diào)節(jié)器TLVR電感器來應對處理性能的升級趨勢。系列同樣采用了雙繞組設計，電流承載能力極高。同時在感值和DC阻值上也能做到很低。
TDK在TLVR上也有完善的電感解決方案，雙線圈功率電感器系列VLBUC和Lc補償功率電感器VLBU6565100專門對TLVR配置進行了優(yōu)化。VLBUC雙線圈具有高飽和磁通密度，針對高頻開關專門優(yōu)化了磁性材料，并采用了專有的電極結構設計，損耗極低。
小結
人工智能技術的發(fā)展推動了AI服務器的增長，隨之而來的電源問題也推動了用于其中被動元件的發(fā)展。TLVR供電為數(shù)據(jù)應用帶來了行之有效的電路改善，用于其中相關電感在其中發(fā)揮著重要作用。
