1 簡介

數據中心伺服器電源供應裝置斷電會導致娛樂、金融交易甚至到家庭保全系統等一切全部停擺。開放式運算項目 (OCP) [1] 的 V2 供電架規範等規定強調了使用穩健 AC 壓降控制演算法來減少伺服器停機時間的必要性。此外，由於使用傳統的連續導通模式 [2-8] 控制，因此需要使用符合數據中心成本效益的解決方案，以在輕負載下以峰值效率改善功率因數校正 (PFC)，同時縮減被動元件，也變得越來越困難。

為解決這個問題，TI 開發出氮化鎵 (GaN) 高密度設計，採用雙相整合式三角電流模式 (iTCM) PFC (圖 1) [9]。在高頻下運作的低值電感器可達到此設計的高效率 (>99%) 和功率密度 (120W/in³)。這種小型電感器在 AC 壓降復原方面存在獨特的問題，因為僅僅幾微秒的開關開啟時間就可能產生超過 70A 的開關電流。此外，任何時間上的延遲都會造成顯著逆電流，加重阻礙 PFC 復原。若要將電流位準維持在安全幅度並防止逆電流，就需要開發出 AC 壓降和復原問題的新解決方案。本文討論的解決方案具有實驗室驗證資料，這些資料是根據變頻、ZVS、5kW、GaN 式、雙相圖騰柱 PFC 參考設計 [10] 而得，且 表 1 列出主要元件和系統規格。