Vicor工業(yè)和通訊用模塊，驚呆觀眾！

電動汽車和數(shù)據(jù)中心等具有三高——高密度、高效率和高可靠

　　在“2017慕尼黑上海電子展”上，Vicor展位前人頭攢動，小編也湊了個熱鬧，訪問了Vicor商務拓展經(jīng)理陳歷忠先生。

EV電源：420V直達13.8V，體積只有1/4

　　最炫的爆品當屬電動汽車(EV)上的應用。如圖1，該產(chǎn)品的神奇之處是可以從380V直接轉到13.8V，1.8千瓦的功率。圖1上圖是Vicor代理商做的2000W的電源方案，在業(yè)界非常領先。但今年下半年，將推出如圖1下面的新產(chǎn)品，1800W，只有上面產(chǎn)品尺寸的1/4!

圖1 Vicor今年下半年將推出體積更小的車載模塊(圖中下半部分)

　　目前，Vicor在本土車廠已有幾家重要客戶測試過，他們對Vicor的工程樣品非常滿意，可以在不幾乎增加原來系統(tǒng)體積的情況下，增加一個高性能的DC/DC功能。相比競爭對手，競爭對手產(chǎn)品的體積都做不到這么小。

　　為何Vicor能做出這樣極高密度的產(chǎn)品?因為采用了Vicor獨有的拓撲結構，包括硬件、軟件及生產(chǎn)工藝方面的訣竅。簡單地說，Vicor的DD/DC集成方案是內部的兩級拓撲，前級是零電壓開關的升降壓轉換器，后級是零電壓零電流的母線轉換器結構。值得說明的是，一般的電源轉換器都是兩級結構，而Vicor與一般產(chǎn)品對應的是單級變換，因此Vicor的優(yōu)勢是成本較低。但單級效率不太容易提升，因此Vicor現(xiàn)在的DC/DC已經(jīng)是兩級，使效率和密度都上去了。

　　另外，這次展會有推出ZVS buck boost(零電壓開關升降壓)轉換器PI3740，是業(yè)界唯一采用軟開關技術的升降壓芯片。支持8～60V寬電壓輸入范圍，10～50V輸出，根據(jù)不同的輸入電壓，功率可從50～140W。采用零電壓開關可以明顯降低開關損耗，開關頻率可以做到1MHz以上的高頻。相比之下，友商1的12V-12V是150kHz，友商2是300～400kHz。這次推出的PI3740與之前的buck boost產(chǎn)品構成了一個完整的升降壓產(chǎn)品系列?？梢詰獙钠嚨揭话愎I(yè)用途的電池輸入應用場景，功率從50～800W不等。

數(shù)據(jù)中心：48V直轉CPU

　　數(shù)據(jù)中心也是Vicor的亮點。Vicor的分比式架構FPA已經(jīng)為Intel VR13 48V做了很多年產(chǎn)品。2016年3月9日，谷歌發(fā)布基于48V的方案，并在OCP(開放計算項目)上宣布采用了Vicor方案。另外，在今年召開的Facebook OCT會上，已有客戶明確提出采用48V方案。于此同時，國內也有一些廠商在做48轉CPU方案了。

　　相信一旦應用起來，市場是很大的。

　　目前本土會有試用48V轉CPU方案。國外已出貨幾百萬片(例如谷歌等)。實際上，國內的天蝎2.5已包括48V電源, 但是48V轉12V，預計天蝎3.0今年會發(fā)布，有可能直接接到CPU，有可能有48V母線選項。

　　與此同時，電源一線廠商也紛紛跟進，推出48V轉CPU方案，或正在市場預研。但是“Vicor是業(yè)界唯一成熟的48V轉CPU的方案。”陳歷忠稱。

　　具體地，Intel的VR13是對CPU的電壓調整(VR)規(guī)范，涉及動態(tài)響應、電壓調整精度、負載線變化等，指標非常嚴格，近乎苛刻。所以入圍Intel VR13的朋友圈已經(jīng)實屬不易，而Vicor是圈中唯一一家成熟應用的48V方案。

　　為何48V轉CPU受到谷歌、facebook、BAT等青睞?實際上，48V轉CPU的電壓效率，與12V轉CPU的效率差不多，但是輸入48V進來，由于電流只有原先的1/4，根據(jù)W=I²R，因此反向損耗或母線排上的損耗會減少很多。

　　日本一家企業(yè)已采用了Vicor的方案。谷歌的核心搜索引擎服務器均已采用Vicor電源。谷歌的核心搜索引擎服務器已100%采用Vicor電源。實際上，谷歌低端服務器上還有12V方案，電源架構是12V和48V母線。48V的優(yōu)勢是PoE(負載點)電壓非常低。而傳統(tǒng)的AC-12V，再從12V-CPU，兩級轉換效率較低，因此比較費電。

系留無人機

　　系留無人機通常需要700~800V電壓，需要空中停留時間長，希望載荷大，一些半導體公司有整套方案，諸如MCU、DC/DC、電機驅動等，但800V電力驅動轉換到24V/48V，需要用到Vicor的模塊。后端可以采用Vicor的ZVS降壓芯片轉換為控制電路所需電源。

　　Vicor的模塊只有30g，可以輸出600W，重量輕、效率高、密度大。盡管有的無人機廠商會采用MOSFET自己設計，但Vicor方案性價比較高。

LED顯示

　　隨著LED顯示屏對厚度的要求越來越高，薄屏易于安裝，安裝可靠。傳統(tǒng)LED顯示屏從AC轉5V，然后5V直接供給LED屏，驅動單個LED。在這種結構中，AC/DC電源比較厚，如果采用大功率5V/12V母線，線上的壓降比較大。因此國內一流廠商開始考慮使用集中的AC轉48V的DC電源，屏間母線為48V，再從48V通過DC/DC轉換成5V。這種結構厚度小，損耗低，是大屏的發(fā)展方向。這次展示的LED顯示系統(tǒng)采用的是PFM從AC轉為48V，再采用48V轉5V的ZVS buck直接為屏供電。

5G GaN發(fā)射裝置

　　新型材料GaN是熱門，Vicor是如何布局的?

　　GaN的應用分為兩塊：GaN功率器件；GaN發(fā)射射頻裝置。后者對Vicor有巨大機會。由于GaN功放的電壓較LDOMOS要高，輸入電壓根據(jù)不同的工況會要求改變。Vicor的ZVS buck boost可以為GaN供電，而且也可以用ZVS buck從GaN系統(tǒng)的48V供電母線直接轉為負載點電壓。結合ZVS buck、ZVS buck boost和48V直接到負載點的FPA方案，在5G中有很大的潛力。

　　功率器件方面，GaN的開關損耗很低，適合小型化。但Vicor目前用硅片做的等級與GaN的性能差不多。Vicor憑借的是業(yè)界領先的軟開關技術。

Vicor的特點是什么?

　　Vicor以磚式或模塊電源聞名。相比于很多IPM(智能功率模塊)和功率器件等產(chǎn)品，Vicor做的是模塊化電源系統(tǒng)。而IPM，通常是功率器件或電源器件與控制芯片的集成。相比后者，Vicor的磚式或模塊的集成度更高，里面有功率器件、控制芯片與很多信號調理電路，利用獨特的拓撲結構，實現(xiàn)高密度、高效和高可靠性。

　　在制造方面，Vicor在美國馬薩諸塞州制造，生產(chǎn)全部外包。

　　公司定位通信、工業(yè)等高可靠性領域。

Vicor到底在做什么?

　　至此筆者理解了，Vicor是用其他公司的功率芯片或模擬芯片，用自己的拓撲結構做設計，做出的電源模塊用起來更方便，特點是：密度更高、效率更高、可靠性更高。

　　系統(tǒng)設計的難度挺大，據(jù)說Vicor的CEO本身就是名極客，擁有大量的電源核心專利，涉及從拓撲到電路，到封裝以及生產(chǎn)各個方面。在此多提一句，CHiP和VIA的主要區(qū)別是，VIA是精于散熱的金屬雙面散熱。另外，有趣的是，CHiP不是芯片，而是像芯片形狀的一個完整的電源系統(tǒng)模塊。