Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Convertitori Phase-Convertitori Phase-Shifted per Shifted per l’Alimentazione l’Alimentazione DistribuitaDistribuitaF. Belloni, P.G. Maranesi, M. RivaUniversità degli Studi di Milano
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Evoluzione dei point of loadEvoluzione dei point of load
Sistemi di calcolo sempre più potenti:alimentazione dei processori a tensione minore e corrente maggioretransizioni tra modi di funzionamento più rapide
Nuove richieste per il sistema di alimentazione:convertitori più efficienti e compatticonvertitori commutanti in alta frequenzaconvertitori POL per le basse tensioni
Spinta verso la definizione di nuove strutture per la distribuzione della potenza nei sistemi di calcolotipicamente server di fascia medio-alta (8-10M unità/anno)
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Regulation Requirement for Intel® Regulation Requirement for Intel® Xeon™ ProcessorXeon™ Processor
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Architetture di distribuzioneArchitetture di distribuzioneCENTRALIZZATA
Un singolo convertitore DC/DC forniscetutte le tensioni per l’alimentazione degli integrati
DISTRIBUITA
Un convertitore principale genera un busa media tensione che viene portato alle schede; ogni dispositivo è poi alimentato da un convertitore POLBUS INTERMEDIO
È simile alla distribuita, ma vengono generatianche bus secondari su ogni scheda. Convertitori POL provvedono alle bassetensioni per l’alimentazione degli integrati
SPOT
Ibrido tra architettura distribuita e a busintermedio. Alcuni circuiti sono alimentatidirettamente da un convertitore principale,mentre per gli integrati si genera una tensioneintermedia che viene abbassata da POL
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Convertitore DC/DC primarioConvertitore DC/DC primario
PFCDC/DCMAIN
DC/DC
DC/DC POL
LOAD
LOAD
LOAD
220V ac 400V dc
12V dc
Specifiche:Vin=400VVout=+12V1,2,3,4,-12VPout=800WFs=500kHzRendimento
Loading 100% 50% 20%
Req.minimum 70% 72% 65%
Rec.minimum 77% 80% 75%
PRIN 2004 -Convertitori integrati DC/DC a commutazione risonante per alimentazione distribuita
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Topologia circuitale: SILCTopologia circuitale: SILC
PFC
Ts
Ts
11
12
0
D1
D2
C01
0
D3
D4
C02
0
D5
D6
C03
0
D9
D10
C05
0
D7
D8
C04
0
R01
R02
R
R
R
-12V
0
03
0
05
0
04
0
0
+12V2
+12V3
+12V1
+12V4
T1
T1' ILL
IT1
S4
S3
S2
S1
C
C
C
C
0
220VAC50Hz
400VDC
Auxiliary +5V
+3.3V
+5VSBConverters
InputFilter
Current limiter
Current limiter
Current limiter
Current limiter
Current limiter
S3
Drivers
S2 S4S1
L6385L6385
STM
Prototype
Controller
Decoupler
0
Analisi statica:commutazioni in alta frequenzapartizione della Vinampio range di ZVSalto rendimento
Analisi dinamica:dinamica a polo dominante
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Realizzazione di un prototipoRealizzazione di un prototipoCollaborazione con STMicroelectronics – Agrate (MI)
80,00%
82,00%
84,00%
86,00%
88,00%
90,00%
92,00%
94,00%
96,00%
98,00%
100,00%
20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00%
Load (%FL)
Eff
icie
ncy
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Sviluppi futuriSviluppi futuri
Domanda PRIN 2006:
collaborazione con il medesimo consorzio universitario e con ST Microelectronics
studio di un controller driver integrato per topologie phase-shifted