《电子技术应用》

数字多相电源破解物联网基础设施对供电提出的挑战

——专访Intersil公司基础设施电源业务部总监Chance Dunlap Intersil亚太区销售副总裁何贤斌

电子技术应用 作者:于寅虎
2016/12/14 13:46:00

       随着物联网终端设备的快速发展,物联网基础设施的快速部署成为推动物联网应用普及的必然。无线基础设施、有线基础设施和数据中心不断向更高处理能力方向发展,而在这些设施对于中央处理能力提出更高要求时,也对这些处理器的供电方案提出了新的要求,电源工程师在管理好功率分配时必须对于新的电源解决方案的尺寸、热性能和时间限制进行权衡。

  与此同时,物联网基础设施中央处理器的多样性,也要求必须有更多标准的电源供电解决方案给予配合。于是,市场上出现了以AVSBus标准为基础的数字电源管理技术,应对市场上除CPU外的多种ASIC处理器的供电需求。

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Intersil公司基础设施电源业务部总监Chance Dunlap

数据中心将成为推动数字电源的主要动力

       Intersil公司基础设施电源业务部总监Chance Dunlap认为, IOT(物联网)基础设施这一部分的市场将会快速增长,,主要两部分市场的增长,一个是数据中心,一个是通信基础设施。有更多的互联互通的设备被接入进来,非常快速的数据互换,大概平均年增速10%。然后像数据分析、深度学习方面的发展,会进一步的去促进数据处理能力的改善和提高,以及对数据处理能力的要求,包括数据的收集和分析。所以在这种背景下个人预测,就是在未来的几年中基础设施市场所需要的电源,最主要的将是数字电源管理解决方案,由于它的效率以及模块的能力,将会得到广泛的采用。

       在发生着众多的海量的互联互通性,趋势是处理能力在不断提高。随着人们把各种不同的设备连到互联网上,反馈大量数据,这需要无线基础设施也需要数据中心,但是Chance Dunlap认为在数据中心方面会有更快的增长,这主要是因为需要更好的处理能力。想要对服务器进行升级是很简单的,一个晚上换个刀片就行了。但是如果一个基站想要升个级,没几年时间是做不到的,所以扩展无线基础设施比较难。

       在基础设施电源市场,不管说是服务器,还是数据中心,都会对电源管理提出了更高的要求。提供基于数字多相控制器的一整套电源解决方案,可以为电源设计工程师提供他们所需的灵活性和控制,提供更加有效率的、低成本的解决方案。

AVSBus标准的数字电源更具广泛性

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Intersil亚太区销售副总裁何贤斌

为了满足处理器与电源管理器件间的高速通讯,国际标准组织推出了PMBus1.3版本,2015年3月也推出了可以点对点通讯的AVSBus标准。相对于PMBus的一对多通讯模式来说,AVSBus标准的一对一通讯则更加迅速,更加具备实时性。

Intersil亚太区销售副总裁何贤斌表示,Intel跟AMD都有自己的专用通讯总线标准,可是这两家都是封闭式的,所以要做一个新的标准叫AVSBus,就是这个由来。所以AVSBus跟PMBus两个是互补性的,没有冲突,可是两家都是同一个团体,和PMBus是同一个机构把它定制出来的。

哪些应用倾向于使用AVSBus呢,在什么样的情况下,你们会用AVSBus呢?Chance Dunlap认为,人们用AVSBus的主要原因是数字内核。一般来讲,内核的电压是1V,如果按照消耗100A的电流来说,那就是100W。通过AVSBus可以让处理器直接控制电源,当处理器比较繁忙的时候,就可以相应地调低电压。如果从1V下降到0.9V,实现了10%的功率削减的话,就可以使得100W降到90W。所以说哪些应用会倾向使用呢?只要想根据处理内核的要求节省电源和功率损耗的,不管是FPGA、CPU、还是网络处理器都可以使用AVSBus。

据Chance Dunlap介绍,在AVSBus规格草案完成后Intersil就开始着手研发支持该标准的电源控制器产品,这是一整套全新的解决方案,其中包括数字多相控制器,还有智能功率级,率先推出了第一个具备AVSBus标准的电源控制器,主要是为物联网基础设施的电源提供整套解决方案。intersil公司的包含AVSBus标准的12款数字多相控制器可以支持任何市场上的处理器和数字内核,与这12款数字多相控制器配套的是ISL99227 60A智能功率级。

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具备多相电流控制专利技术的12款数字电源控制器

为了满足物联网应用中多样化的电源控制需求,intersil公司之所以一下子推出12款数字电源控制器,不仅是因为支持了市面上所有的处理器,同时也是因为每款有两个输出,这两个输出总共可以支持4到7个相,可以做更为灵活的电源转换。

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Chance Dunlap对上图解释说,方程式所代表的X和Y是两个不同的输出,可以支持4个到7个不同的相,在每个输出上分配不同的工作任务,比如说在一个输出上选6个相,另外一个选1,然后一个选5,另一个选2,这样加起来是7。在4到7之间也可以有其他的总输出相的选择,比如说一个输出选3个相,又一个输出也选3个相,总共支持6个相的输出,或者一个选3个,一个选2个,总共支持5个相的输出。有这么多的相,提高灵活性到如此程度,是因为解决方案是针对市场的不同分级的,对于高的电源,高的功率的数字和有需求的这些市场类别,我们都可以提供灵活的支持。包括有线基础设施中的路由器、交换机,无线基础设施中的基站、线卡,数据中心的服务器、存储设备等。

Chance Dunlap表示,AVSBus的优势在于它可以使数字多相控制器直接和负载连接,可以动态地调节电压水平实现效率节省。我们用纯数字化的技术开发这些产品,不仅是因为控制尺寸,也不仅是因为它的灵活性,同时也是因为数字多相技术带来的性能上的优势。我们利用的是我们获得专利的综合电流控制技术,这是市场上唯一的多相电流控制的专利技术。这种技术的优势就在于它提供零延迟的电流信息,可以实现快速的瞬态响应。使得我们的用户以最小的输出电容去实现更高的电荷负载方面的要求,同时可以降低拥有成本。


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