案例回顾|功率密度提升80%的服务器电源供应器是如何打造的？

随着数据中心持续为网络搜索、视频通话和信息存储等服务提供支持，处理能力需要变得更快、更强大，电力需求也随之增长。在不增加体积或影响系统效率的情况下，如何为服务器提供更多电力？

台达电子选择了德州仪器作为合作伙伴，通过应用 TI 的氮化镓 (GaN) 技术并与 TI 电源领域专家合作，实现了数据中心在功率密度上的突破。相比使用传统架构的服务器电源供应器 (PSU)，台达研发的服务器电源供应器可提供单级高达 99.2% 的效率，功率密度提升 80%，效率提升 1%。能源政策机构 Energy Innovation 数据显示，效率每提升 1%，相当于每个数据中心节省了 1 兆瓦（或 800 户家庭用电）的总所有成本。

氮化镓是一种宽带隙半导体材料，非常适合用于高性能电源开关。任何设备在开启和关闭时都会消耗一定的电量，与 MOSFET、IGBT 等技术相比，氮化镓的开关功耗更低、开关速度更快，可以帮助电源产品实现更高的功率密度和效率。

此外，氮化镓能够比纯硅解决方案更有效地进行电量处理，将功率转换器的功率损耗降低 80%，并更大限度地减少对冷却器件的需求。通过将更多电量存储在更小空间内，氮化镓可以帮助工程师设计更小更轻的系统。

台达电子定制设计业务部研发经理 Kai Dong 表示：“氮化镓的应用融合了台达电子在高效电力电子装置领域的核心专业知识，以更大限度地提高功率密度，同时不会降低效率性能。归根结底，氮化镓技术打开了通往新产品世界的大门，而这在此之前是不可能的。”

TI 在高度整合的氮化镓技术领域拥有长达十年的投资。随着市场需求的增加，以及小型化系统、海量化数据趋势的不断发展，我们的长期投资和灵活的制造策略，将让我们成为先进的氮化镓供应商。

在性能上，我们的氮化镓场效应管 (FET) 集成了快速开关驱动器，以及内部保护和温度传感功能，能够更好地在有限的电路板空间内实现高性能，且开关速度比分立式氮化镓场效应管更快；我们的氮化镓器件具有更快的开关速度，可以实现超过 500kHz 的开关频率，从而将磁性元件尺寸缩减高达 60%、提升性能并降低系统成本。

此外，我们的氮化镓器件采用专有的硅基氮化镓工艺，经过超过 4000 万小时的可靠性测试及超过 5GWh 的电源转换测试，为工程师提供严谨的可靠性数据，协助他们用用氮化镓打造更小、更轻且效率更高的电源系统。

台达电源及系统事业群总经理 Ares Chen 表示：“氮化镓已跨越过去，被视为未来技术的门槛，并且现在已成为电源供应系统设计中即时可行的选择。通过与 TI 等先进企业合作，我们得以持续提升产品的能源效率，并为我们熟悉的电源设计与架构带来革命性的变革。”

如果想了解更多 TI 和台达的合作，以及氮化镓技术的发展，还可以点击下方视频号观看 TI Live! Tech Exchange 上的技术交流研讨会视频。