【導讀】隨著數據需求的增加
，服務器和數據中心的需求也在增加
，因此用電需求也隨之增加。行業趨勢表明，2020 年每個機架的功率為 4kW，到 2025 年將高達 20kW。

鑒jian於yu供gong數shu據ju中zhong心xin和he服fu務wu器qi使shi用yong的de物wu理li空kong間jian有you限xian
，服fu務wu器qi電dian源yuan架jia構gou產chan生sheng了le高gao功gong率lv密mi度du要yao求qiu，即ji在zai更geng小xiao的de區qu域yu內nei提ti供gong更geng多duo的de功gong率lv。提ti高gao服fu務wu器qi電dian源yuan的de效xiao率lv還hai可ke以yi降jiang低di冷leng卻que成cheng本ben。

我們周圍的一切都急需獲得數據並由數據驅動
，所有這些數據都由數據中心的服務器存儲和處理，如圖 1 所示。

圖 1：數據連接的生態係統

服(fu)務(wu)器(qi)通(tong)常(chang)具(ju)有(you)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)熱(re)插(cha)拔(ba)功(gong)能(neng)，以(yi)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)的(de)處(chu)理(li)要(yao)求(qiu)並(bing)保(bao)持(chi)高(gao)係(xi)統(tong)可(ke)用(yong)性(xing)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)無(wu)縫(feng)熱(re)插(cha)拔(ba)功(gong)能(neng)
，服(fu)務(wu)器(qi)主(zhu)板(ban)和(he)配(pei)電(dian)板(ban)采(cai)用(yong)熱(re)插(cha)拔(ba)控(kong)製(zhi)器(qi)或(huo)電(dian)子(zi)保(bao)險(xian)絲(si)。服(fu)務(wu)器(qi)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)保(bao)險(xian)絲(si)等(deng)元(yuan)件(jian)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)電(dian)流(liu)，以(yi)滿(man)足(zu)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)的(de)服(fu)務(wu)器(qi)用(yong)電(dian)要(yao)求(qiu)。熱(re)插(cha)拔(ba)和(he)電(dian)子(zi)保(bao)險(xian)絲(si)等(deng)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)也(ye)需(xu)要(yao)處(chu)理(li)高(gao)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)，以(yi)便(bian)與(yu)服(fu)務(wu)器(qi)中(zhong)現(xian)代(dai)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)的(de)更(geng)高(gao)峰(feng)值(zhi)處(chu)理(li)能(neng)力(li)匹(pi)配(pei)。圖(tu) 2 顯示了典型的服務器電源架構。

圖 2：典型的服務器電源架構

以往，大功率服務器設計包括帶有多個金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的(de)熱(re)插(cha)拔(ba)控(kong)製(zhi)器(qi)。但(dan)是(shi)，服(fu)務(wu)器(qi)電(dian)源(yuan)和(he)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)要(yao)求(qiu)呈(cheng)指(zhi)數(shu)級(ji)增(zeng)長(chang)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)並(bing)簡(jian)化(hua)這(zhe)些(xie)設(she)計(ji)
，可(ke)考(kao)慮(lv)在(zai)服(fu)務(wu)器(qi)電(dian)源(yuan)架(jia)構(gou)中(zhong)使(shi)用(yong) TPS25985（80A 峰值）和 TPS25990（60A 峰值，具有 PMBus 接口）電子保險絲。TPS25985 和 TPS25990 可分別支持 60ADC 和 50ADC，並分別具有高達 60A 和 50A 的可調電流限值。可以堆疊無數個 TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲以實現更高的電流。

實現高功率密度

功率密度是現代服務器電源裝置 (PSU) 的一項必備要求。新一代服務器 PSU 的額定功率範圍為 3kW（12V 時為 250A）。選擇電子保險絲時，必須能夠以更小的尺寸提供更高的電流，這一點非常重要。TPS25985 采用 4.5mm×5mm 封裝，可提供 80A 峰值電流。圖 3 顯示了 TI 的一些電子保險絲。

圖 3：TI 電子保險絲的功率密度發展

通過集成 MOSFET
、電流監視器、比較器、有源電流共享和溫度監視器，TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲顯著減小了印刷電路板或印刷線路板的總麵積。連接多個 TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲時，電路板顯著減小
，功率密度提高了數倍。圖 4 顯示了 TPS25985 和 TPS25990 與市場上其他電子保險絲相比的電流密度。

圖 4：電流和功率密度比較

電流共享和電流監測器精度

熱插拔控製器無法非常精確地控製多個並聯 MOSFET 的柵極；因此，並聯 MOSFET 的電流共享並不準確。精密放大器有助於實現高電流共享精度和電流監測器精度，但添加它們會增加整個解決方案的尺寸。測量 MOSFET 的內核溫度具有挑戰性，因此無法保障其在瞬態和穩態條件下的熱保護性能。圖 5 突出顯示了 TPS25985 的關鍵引腳和功能。

圖 5：TPS25985 引腳排列
，突出顯示了主要的差異化特性

TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲集成了有源電流共享和直接獲取 MOSFET 內核參數（電壓
、電流、溫度）的功能，可以精確控製所有並聯連接的電子保險絲柵極，並精確監測集成 FET 的內核溫度。與不具備有源電流共享的電子保險絲相比，TPS25985 和 TPS25990 使設計工程師能夠優化電子保險絲的數量和係統的性能。

集成的電流監測器可使用 PSYS/PROCHOT 更大限度地提高服務器平台的計算吞吐量和電源利用率，從而改進該平台的電源管理。這些特性還有助於優化前端交流/直流電源
，從而優化係統成本。此外，可調節的瞬態電流消隱計時器可通過避免幹擾性跳變來提高係統可靠性和總體可用性。

遠程監控

TPS25990 為係統增加了 PMBus 接口功能。TPS25990 支持具有可調接通延遲的單命令下電上電，從而允許係統設計工程師遠程對係統進行定序和複位。TPS25990 還提供黑盒功能，以相對時間戳記錄其中七個事件。TPS25990 包含高速模數轉換器
，使用戶能夠繪製其選擇的一個信號
，充當數字示波器的作用。TPS25990 的 GUI 及其他特性不僅可以幫助設計工程師縮短總開發時間，還可以快速識別和解決通常很難重現和排查的現場問題。

散熱注意事項

服務器電源係統在寬環境溫度範圍（–40ºC 至 85ºC）內nei運yun行xing。熱re插cha拔ba控kong製zhi器qi或huo電dian子zi保bao險xian絲si會hui遇yu到dao更geng高gao的de環huan境jing溫wen度du。因yin此ci
，當dang小xiao型xing封feng裝zhuang產chan生sheng大da電dian流liu時shi
，電dian源yuan設she計ji工gong程cheng師shi需xu要yao關guan注zhu這zhe些xie器qi件jian的de熱re性xing能neng。TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲能夠在 125ºC 的結溫下工作，從而緩解了這種擔憂。TPS25985 和 TPS25990 分別提供 0.59mΩ 和 0.79mΩ 的 RDS(on)
；RDS(on) 在工藝、電壓和溫度範圍內的變化不大。因此

，這些電子保險絲的自發熱非常低，工作溫度範圍很廣
，而不會犧牲降額。圖 6 顯示了 TPS25985 的外殼溫度。

圖 6：V_IN = 12V、I_OUT = 50A
、Tamb = 25°C 時的 TPS25985 外殼溫度

結語

設計工程師可以通過在服務器電源架構中使用 TPS25985 和 TPS25990 電子保險絲來縮短開發時間和降低設計成本。電子保險絲的低 RDS(on) 降低了係統中的功率損耗，幫助數據中心實現其效率目標。 更高的功率密度提高了數據中心的處理能力
，並為最終用戶提供了在多個數據連接器件之間的無縫體驗。電子保險絲具備更好的診斷
、kuozhanhepeizhigongneng，keyibangzhushujuzhongxingengdaxiandudijianshaotingjishijian
，congerbaochifuwudelianxuxingheweikehutigonggaobaifenbizhengchangyunxingshijianbaozhengdenengli。

來源：TI

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息
，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題

，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

基於DRV824X-Q1係列的TEC控製係統

Interlock互鎖電路在不同驅動器下的實現

射頻微波晶體管的發展現狀及分析

滿足數據中心和服務器 SMPS 發展趨勢需求的封裝和熱解決方案

詳解高壓熱插拔控製器SGM25701A