Два LLC-модуля сбросили 800 В до 6 В для 20-кВт стойки

На уровне 6 В каждый миллиом проводника, перехода и шины быстро превращается в источник тепла. Поэтому 20 кВт на такой шине означают примерно 3333 А выходного тока: силовую часть приходится проектировать одновременно как DC/DC-преобразователь, радиатор и очень короткую токовую магистраль. Microchip и Navitas предложили подать в стойку 800 VDC и получить эти 6 В непосредственно в одном преобразовательном узле.

50-вольтовая ступень сливается с выходным каскадом

Платформа построена из двух 10-кВт модулей, соединённых input-series/output-parallel: на входе они делят высокое напряжение, на выходе складывают ток. Каждый модуль использует full-bridge LLC с заявленным общим отношением преобразования 128:1. В материалах компаний эта схема объединяет функции привычных каскадов 800→50 В и 50→6 В. Промежуточная 50-вольтовая шина перестаёт быть отдельной силовой ступенью, вместе с ней исчезают её собственные ключи, дроссели, конденсаторы и потери.

Чтобы настолько уменьшить магнитные компоненты, LLC работает около 1 МГц. В силовом мосте установлены 16 GaN-ключей Navitas NV6034 на 650 В; изоляцию и передачу энергии берут на себя planar-трансформаторы. Заявленная плата имеет габариты 400 × 60 × 6 мм и одностороннее жидкостное охлаждение. Такая геометрия выглядит почти как длинная силовая пластина: на одной стороне теплообменник, внутри — высокочастотная изоляция и путь для тысяч ампер на вторичной стороне.

Мегагерц, GaN и жидкостная плита

Целевой пиковый КПД указан как до 96% при полной нагрузке. Если отдать в 6-вольтовую шину 20 кВт при таком КПД, вход должен принять около 20.83 кВт, а в конструкции останется примерно 0.83 кВт тепла. Жидкостная плита здесь обслуживает не косметическую плотность монтажа: сотни ватт требуется снять с очень тонкой и длинной сборки, сохранив допустимую температуру ключей, трансформаторов и медных слоёв.

Что пока остаётся за пределами спецификации

Пока это reference design, а заявленные 96% остаются целевым параметром изготовителей. Публичные материалы не дают кривых КПД по нагрузке, осциллограмм переключения, распределения потерь, измерений EMI или тепловых карт. Закрыта и принципиальная детализация: файлы проекта Microchip выдаёт по запросу. Поэтому нельзя судить о запасе по выбросам, устойчивости LLC-контура и работе при переходных нагрузках ускорителей.

Самый интересный сдвиг здесь архитектурный. Высокое напряжение снижает ток вдоль стойки, а преобразователь переносит экстремально низкое напряжение почти к нагрузке. Задача больше не сводится к созданию ещё одного 48-вольтового brick-конвертера: нужно заставить мегагерцевый изолированный резонансный каскад честно жить рядом с шиной на 3.3 кА и рассеять около киловатта в толщине нескольких миллиметров.