隨著人工智能技術的飛速發展,AI服務器的運算能力持續提升,芯片產生的熱量也隨之大幅增加。過高的溫度不僅會影響芯片性能,更會縮短設備壽命、降低系統穩定性。解決“熱”問題,已成為AI服務器設計中的關鍵挑戰。
圖. 左為AI服務器散熱水泵(液冷),右為AI服務器散熱風扇(氣冷)
晶豐明源與凌鷗創芯強強聯手,針對AI服務器散熱需求,推出了高集成度、優異性能、高可靠性的LKS32MC03系列整合型MCU,配合成熟的電機控制算法,為AI服務器風扇和水泵提供了全方位的散熱解決方案。
48V AI服務器風扇解決方案
基于LKS32TW279FLN2K6Q8C MCU

圖. 風扇/水泵解決方案應用框圖
高度集成設計
操作電壓:支持24V/48V/54V/72V(最大80V)
內部集成100V Buck DC-DC (頻率可調整) ,200V 6N預驅,反電動勢采樣電路以及5V LDO (QFN32 4*4)
靈活控制與保護
調速方式:支持PWM/VSP
控制方式:支持恒速動控制/恒功率控制/恒電流控制
保護功能:限電流保護,過電流保護,堵轉保護
特殊功能:順逆風起轉,Smart Fan Function,FG虛擬轉速

圖. 左邊為水泵測試板,右邊為服務器風扇測試板
強大驅動能力
該方案支持多種電機驅動算法,滿足不同應用場景:
三相無感120度方波驅動/三相單Hall 120度驅動

三相無感150度方波驅動

三相無感FOC驅動/三相單Hall類弦波驅動

(備注:黃色為相電壓,藍色為FG轉速回饋,紅色為相電流)
突破性技術:逆風起轉
晶豐明源&凌鷗創芯先進算法,支持高速逆風起轉。無論是單轉子方波驅動、單轉子FOC驅動,雙轉子FOC驅動,均能在逆風條件下穩定啟動,確保系統在各種環境下可靠運行。

專業圖形化調試工具:LKS Scope
公司自主研發的LKS Scope調試工具,可實現控制參數、變量和波形的實時監控,支持高低速數據采集同步進行、曲線與數據同步滾動、百萬級數據輕松追溯等,簡化調試過程,大幅提高開發效率。

特殊功能硬件電路
晶豐明源與凌鷗創芯不僅擁有強大的控制驅動芯片及算法,具備強大的研發團隊,更在外部硬件電路設計上積累了深厚的技術優勢。我們擁有深入理解產品應用的技術團隊,精準把握AI服務器風扇及水泵對散熱方案的高要求,為此專門研發了多項配套硬件電路,為客戶提供全方位的技術支持。
傳統電機驅動電路中,通常采用二極管作為逆向保護元件。但在大電流應用中,二極管耐電流能力有限,往往需要多顆并聯使用,不僅占用PCB空間,而且高壓大電流的二極管有較高的導通壓降,還會導致顯著的無功功率損耗,降低系統能效。
為解決這一痛點,基于LKS32TW279FLN2K6Q8C的內部功能,創新設計出一套升壓電路,用以驅動電源端的兩顆N-ch MOSFET。該方案無需使用特殊的IC,即可實現逆向保護、抑制反灌電流并支持熱插拔等多種功能,全面滿足高效率、高集成度與高可靠性的綜合需求。


Power Off 硬件剎車電路
當Power off 或風扇拔開時,利用電機還在運轉的發電能量,將下橋的MOSFET 打開,使得電機三相線圈短路,達到剎車的功能,瞬間降低轉速。


總結
LKS32TW279FLN2K6Q8C以其高度集成、小尺寸封裝和高驅動能力,完美適用4cm及以上尺寸的服務器和通信風扇,同時也能滿足高功率水泵的電機驅動需求,功率覆蓋從低功率到1000W以上。
在AI技術日新月異的今天,可靠的散熱解決方案是保障服務器穩定運行的關鍵。晶豐明源&凌鷗創芯憑借豐富的MCU產品和設計經驗,將持續優化產品特性和解決方案,為客戶提供更加優越的系列產品,為AI產業的發展保駕護航。
晶豐明源
上海晶豐明源半導體股份有限公司,成立于2008年10月,是專業的電源管理和控制驅動芯片供應商。公司總部位于上海,在杭州、成都、南京、海南和香港設有子公司,在深圳、廈門、中山、東莞、蘇州等15個城市設有客戶支持中心。
晶豐明源專注于電源管理和電機控制芯片的研發和銷售,堅持自主創新,產品覆蓋AC/DC電源管理芯片、DC/DC電源管理芯片、電機控制驅動芯片、LED照明驅動芯片等,廣泛應用于家電、手機、個人電腦、服務器、基站、網通、汽車、智能照明、工業控制等領域。
晶豐明源堅持“創芯助力智造,用心成就伙伴”的使命,為行業發展而拼搏,為國家強盛而立志,在技術領先的領域推動行業進步,在國產落后的領域奮力縮小差距,鑄就時代芯夢想!
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原文標題:BPS 48V Server Fan Solution for Reliable AI Server Cooling
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