Die neuen Module integrieren 3,3 kV Siliziumkarbid (SiC) mSiC® MOSFETs und Schottky-Dioden in einem Standard-62-mm-Gehäuse für eine effiziente und direkte Stromversorgung vom Mittelspannungsnetz zum Serverrack.
KI-Rechenzentren expandieren rasant, doch die Token-Generierung ist durch die verfügbare Stromversorgung begrenzt; gleichzeitig ist Effizienz ein entscheidender Faktor für die Rentabilität. Traditionelle Architekturen mit sperrigen Niederfrequenztransformatoren erhöhen die Komplexität, die Verluste und die Flexibilität.Halbleitertransformatoren stellen einen bedeutenden Durchbruch in der Stromversorgung dar, da sie die Anzahl der Wandlungsstufen reduzieren und eine höhere Systemeffizienz ermöglichen. Der Einsatz von Hochspannungs-Gleichstromversorgung in Rack-Systemen der nächsten Generation steigert den Wert von Halbleitertransformatoren (SSTs) zusätzlich, die für die direkte Bereitstellung von geregeltem Gleichstrom aus dem Mittelspannungsnetz mit weniger Wandlungsstufen entwickelt wurden.
Die HV-D3 mSiC-Module von Microchip wurden speziell für diese Anforderungen entwickelt. Sie nutzen die mSiC-MOSFET-Technologie von Microchip, die eine hervorragende RDS(on)-Stabilität über den gesamten Temperaturbereich bietet. Das Gehäuse gewährleistet eine Isolation von 6 kV, verwendet Materialien der CTI-600-Klassifizierung und verlängerte Kriechstrecken – allesamt Merkmale, die eine sichere Hochspannungs-Serienschaltung ermöglichen. Das Siliziumnitrid-Substrat (Si₃N₄) verbessert die Wärmeleitfähigkeit und die Belastbarkeit, sodass Entwickler die Leistungsdichte mit weniger aufwendiger Kühlung erhöhen können.
„KI-Rechenzentren stellen immer höhere Anforderungen an die Stromversorgung zwischen Stromnetz und GPU, wodurch Halbleitertransformatoren zunehmend an Bedeutung gewinnen“, so Clayton Pillion, Vizepräsident der Geschäftseinheit High Power Solutions bei Microchip. „Unsere 3,3-kV-HV-D3-mSiC-Leistungsmodule ermöglichen es Entwicklern, die Anzahl der in Reihe geschalteten Geräte im Vergleich zu anderen SiC-Bauelementen mit niedrigerer Spannung bei Anschluss an 13,8-kV- oder 34,5-kV-Netze um etwa die Hälfte zu reduzieren. Diese Bauelemente schließen zudem eine wichtige Lücke im Industriemarkt für Produkte mit 100–300 A, indem sie diskrete SiC-Bauelemente und deutlich größere Leistungsmodule integrieren.“.
Die HV-D3 mSiC-Leistungsmodule sind in Halbbrücken- und Source-Schaltung, mit und ohne antiparallele Schottky-Dioden, für Anwendungen im Strombereich von 100–300 A erhältlich. Die mSiC-MOSFET-Technologie von Microchip bietet ausgeglichene Schaltverluste sowohl für harte als auch weiche Schalttopologien und eignet sich daher ideal für SST-Designs und andere Hochfrequenz- und Hochspannungssysteme.
Die HV-D3 mSiC-Leistungsmodule sind zwar für Halbleitertransformatoren in KI-Rechenzentren optimiert, eignen sich aber auch für ein breites Anwendungsspektrum, darunter Megawatt-Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge, Hilfsstromversorgungen für Schienen- und Schwerlastverkehr, Mittelspannungsmotorantriebe sowie industrielle und militärische Stromversorgungssysteme. All diese Märkte profitieren von der gleichen Kombination aus hoher Isolation, thermischer Robustheit und effizienter Leistungswandlung.
Entwicklungswerkzeuge:
Die 3,3-kV-Leistungsmodule werden durch eine Applikationsschrift, einen Designleitfadensowie Geräte- und Simulationsmodelle für die schnelle Prototypenerstellung unterstützt. Microchip bietet zudem weltweiten technischen Support, Designdienstleistungen und anwendungstechnische Unterstützung vor Ort.
