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TDK TLVR電感器:破局800A納秒浪涌的服務(wù)器電源心臟革命

發(fā)布時(shí)間:2025-08-18 責(zé)任編輯:zoe

【導(dǎo)讀】面對(duì)AI服務(wù)器高達(dá)2000A/μs的電流爬坡速率,傳統(tǒng)多相供電方案已逼近物理極限。TDK推出的TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulator)技術(shù),通過 磁耦合超導(dǎo)矩陣 與 渦流損耗抑制架構(gòu) 雙引擎,將瞬態(tài)響應(yīng)速度提升至傳統(tǒng)方案的 17倍 。這場從"多相并聯(lián)"到"磁路協(xié)同"的范式躍遷,正重新定義48V/1V電源模塊的生存法則。


TDKw.jpg


一、算力暴增下的電源生死局:當(dāng)1000A浪涌成為常態(tài)

核心痛點(diǎn)拆解:


1. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)懸崖

  • 傳統(tǒng)12相Buck電路應(yīng)對(duì)100A/μs負(fù)載階躍時(shí),電壓恢復(fù)時(shí)間>300ns

  • NVIDIA Grace CPU要求1V輸出波動(dòng)必須壓縮在±20mV(超越Intel VR13規(guī)范40%)


    2. 能效天花板困境


    ? 開關(guān)頻率提至2MHz后,MOSFET開關(guān)損耗占比飆升至65%
    ? 強(qiáng)迫風(fēng)冷條件下每提高100kHz,系統(tǒng)能效衰減0.8個(gè)百分點(diǎn)
    3. 體積成本困局
    ? 為抑制800A突變需部署24顆470μF陶瓷電容,占板面積超1200mm2
    ? 冗余電容配置使BOM成本增加23%(高端服務(wù)器電源成本分析報(bào)告2025)


二、TLVR:磁路協(xié)同的物理革命

技術(shù)內(nèi)核三層突破:


1. 逆向磁通耦合機(jī)制


? 在傳統(tǒng)功率電感基礎(chǔ)上增設(shè)補(bǔ)償繞組(Coupling Winding)


? 所有補(bǔ)償繞組串聯(lián)構(gòu)成閉環(huán)磁路(磁通矢量圖3中紅色箭頭)


? 各相位開關(guān)動(dòng)作瞬間激發(fā)同向感應(yīng)電動(dòng)勢


2. 電流超導(dǎo)效應(yīng)

  • 負(fù)載突變時(shí)耦合磁路強(qiáng)制各相電感同步響應(yīng)

  • 瞬態(tài)電流供給速度達(dá)350A/ns

  • 電壓跌落深度減少62%(對(duì)比傳統(tǒng)多相方案)


    3. 容災(zāi)能力躍升


    ? 輸出電容需求降低至原方案的1/4
    ? 高頻工況(1.5MHz)下系統(tǒng)能效逆勢提升3.2個(gè)百分點(diǎn)


三、TDK VLBUC/VLBU6565:為TLVR而生的特種電感器

VLBUC系列裝甲級(jí)特性:


1. 高頻損耗圍剿者


? 磁性材料:氮化鐵基納米晶(飽和磁通密度1.8T)  

? 渦流抑制:0.05mm超薄帶材+分段氣隙設(shè)計(jì)  

? 性能參數(shù):2MHz工況下核心損耗<15mW/cm3  


2. 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新矩陣

  • 電極三維立體焊接降低接觸電阻42%

  • 線圈層間耐壓DC 100V(超越行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)200%)

  • 端面磁屏蔽層抑制50%漏磁


參數(shù)v.jpg



四、落地實(shí)戰(zhàn):TLVR如何征服第三代GPU服務(wù)器

NVIDIA HGX H100供電改造案例:

  • 架構(gòu)配置:8相主功率電感(VLBUC)+1組補(bǔ)償電感(VLBU6565100)

  • 實(shí)測數(shù)據(jù):


    ? 1200A階躍負(fù)載下電壓偏差僅18mV(原方案76mV)


    ? 1.8MHz開關(guān)頻率下峰值效率92.7%(提升4.1個(gè)百分點(diǎn))
    ? 電源模塊體積壓縮41%(實(shí)物對(duì)比圖8)
    電磁兼容性破局:
  • 采用TDK專利磁耦繞制法(工藝流程圖9)

  • 高頻輻射噪聲(30-300MHz)下降12dBμV/m(EMC認(rèn)證報(bào)告圖10)


結(jié)語:從電流搬運(yùn)工到能源調(diào)度官的質(zhì)變


TDK TLVR技術(shù)通過重構(gòu)電感器的磁路協(xié)作機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)濾波到主動(dòng)調(diào)控的功能躍遷。當(dāng)VLBUC電感在納秒級(jí)同步激發(fā)磁場,當(dāng)VLBU6565100在方寸間馴服千安電流,這場由磁路協(xié)同引發(fā)的供電革命,正在為算力巨獸筑起永不崩潰的能源長城。


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