由于數據中心要求主板具有 48 V 直接電源轉換系統，ST 提供了一個交鑰匙解決方案，其中包含三個專用 IC，即同步整流器STRG02、高壓全橋驅動器 STRG04 和多路驅動器STRG06相位數字控制器。 使用直接電源轉換的想法并不新鮮，幾十年來它在電信基礎設施安裝中一直很流行。然而，在服務器方面，制造商選擇在產生末端負載電壓之前采用 12 V 的中間電壓轉換。原因主要是財務上的。12 V POL（負載點）轉換器更常見，因此更便宜。它們還產生較少的電磁干擾噪聲，這使工程師可以將它們放置在更靠近 CPU 插槽的位置，以享受更大的電路板布局靈活性。

適用于新現實的 48 V 直接轉換器

ST 的 48 V 直接轉換器

然而，時代在變，谷歌和英特爾等數據中心技術驅動者現在呼吁使用 48 V 主板，因為它們大大提高了效率、簡化了設計并減少了散熱。隨著處理器使用越來越多的內核，并且制造商依賴無數 GPU 的并行性，這一點變得越來越重要。此外，即使摩爾定律沒有失效，工藝節點縮小的速度也已大大減慢。例如，英特爾曾經承諾每兩年推出一個更小的工藝節點，但現在被迫將其路線圖延長為三年，并且已經警告說第一波 10 納米芯片不會那么快和強大作為最新的 14 nm 芯片。

因此，處理器不能再輕易地采用新的工藝節點來降低其功耗。因此，即使電力軌發電效率提高一個百分點，也會帶來巨大的財務和環境收益。然而，現在證明提高中間電壓轉換器的性能幾乎是不可能的。因此，最簡單的方法是轉向 48 V 直接轉換，并完全移除中間轉換器。這就是 ST 憑借其在電源組件（例如其VIPer 系列高壓轉換器）方面的多年經驗而發揮作用的地方。

用于新處理器的 48 V 直接轉換器

在過去幾年中出現的另一個挑戰來自處理器最新的電源管理方案。英特爾的 VR13 規范與其 Skylake 架構一起引入，要求轉換器能夠動態地打開和關閉用于向處理器發送適當電壓的單元，以進一步降低空閑時的功耗。但是，它們的工作頻率必須很高，才能隨著處理器負載的增加做出適當的響應。例如，最后一個單元通常專用于芯片的渦輪增壓，這意味著它會在系統調整處理器時鐘時非常頻繁地打開和關閉。因此，電源管理解決方案的敏捷性和速度至關重要，因為不能提供準確電壓或響應速度不夠快的系統可能會導致嚴重問題。

ST 使用 STRG02、STRG04 和 STRG06 組件的交鑰匙解決方案是極少數完全兼容 VR13 規格的解決方案之一，這意味著主板制造商知道他們的產品已經與未來的 Xeon Skylake-EP 和 Skylake-EX 芯片兼容。 最重要的是，由于意法半導體的動態電池管理系統依賴于一種特殊的脈沖跳躍技術，系統運行時間大大縮短，開啟/關閉時間僅為20微秒，效率整體操作的進一步優化，以進一步降低功耗。

安靜很多

但是，如果 48 V 直接轉換器一直以更高效而著稱，那么 ST 必須針對它們往往非常嘈雜的事實提出解決方案。這就是為什么它的設計使用零電壓開關 （ZVS） 和零電流開關 （ZCS）。

該系統不僅將效率提高了幾個百分點，還減少了噪音的產生。事實上，電磁干擾非常低，工程師可以將轉換器放置在更靠近 CPU 的位置，而不會對性能產生任何負面影響，從而實現更大的設計靈活性。然而，最大的靈活性來自 ST 解決方案的模塊化方面。通過這種設計，主板制造商可以通過簡單地添加或移除單元來擴展他們的系統，并且單個單元可以輕松地為用于較小組件的多個低壓軌供電。

審核編輯：郭婷