Es kommen selbstversorgte Halbleiter-Leistungsschalter auf den Markt, die für 800-VDC-AI-Racks entwickelt wurden – Neuigkeiten

How Will The Development Of Medium Voltage DC Distribution Affect The Requirements For Vacuum Circuit Breakers?

Da sich der Strombedarf für KI-Server-Racks dem Megawatt-Bereich nähert, hat sich die Einführung der 800-V-DC-Stromverteilung von einer Frage „ob“ zu einer Frage „wo sie zuerst implementiert wird“ verlagert. Höhere Spannungen verschärfen jedoch eine uralte Herausforderung: Dem Gleichstrom fehlt ein „Nulldurchgangspunkt“. In Schaltkreisen, in denen der Kurzschlussstrom um mehrere zehn bis Hunderte Ampere pro Mikrosekunde ansteigen kann, beträgt die Reaktionszeit mechanischer Schaltkreise mehrere MillisekundenLeistungsschalterist einfach zu langsam. Dies hat Halbleiter-Leistungsschalter (SSCBs) in den Vordergrund gerückt, doch herkömmliche elektronische Leistungsschalter stehen vor einem heiklen Dilemma: Sie benötigen eine eigene Stromversorgung, die über den 800-V-Bus selbst bezogen werden muss.

Was löst „Selbstversorgt“?

Eine im Oktober dieses Jahres von Power Integrations und Ideal Power angekündigte Lösung verwandelt die Anforderung an die „Stromversorgung“ von einer Belastung in einen integralen Bestandteil der Systemarchitektur. Ihr 1700-V-InnoMux-2 basiert auf der PowiGaN-Technologie (Galliumnitrid) und bezieht Strom direkt vom 800-V-Bus, um mehrere unabhängige, isolierte Versorgungsschienen für Gate-Treiber, Sensorik und Steuerschaltungen bereitzustellen. Der Hauptstrompfad wird vom bidirektionalen B-TRAN-Schalter von Ideal Power verwaltet, der im Standardbetrieb „normalerweise eingeschaltet“ bleibt und bei einem Fehler den Strom innerhalb von Mikrosekunden unterbrechen kann. Ein funktionsfähiger Prototyp wurde bereits erfolgreich getestet, ein formales Referenzdesign befindet sich derzeit in der Entwicklung.

Der Schlüssel liegt in der „normalerweise eingeschalteten“ Eigenschaft. Wenn ein FestkörperLeistungsschaltereinen hohen Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand aufweist, wird es zu einem Engpass, der ständig Wärme erzeugt. Durch die Verwendung von GaN-Geräten sorgt das Design für einen ausreichenden Spannungsspielraum auf dem 800-V-Bus und verlagert gleichzeitig die Stromversorgung für die Steuerschaltungen von einer „externen Hilfsquelle“ auf eine „on-Bus“-Konfiguration mit eigener Stromversorgung, wodurch die Komplexität und potenziellen Fehlerquellen, die mit einer externen Stromversorgung verbunden sind, eliminiert werden.

Prototypen sind keine endgültigen Stücklisten

Die Unternehmen haben einen funktionsfähigen Prototypen demonstriert, das Referenzdesign ist jedoch noch nicht fertig. Für Ingenieure sind spezifische Kennzahlen – wie z. B. Leistungsverlust im eingeschalteten Zustand, Unterbrechungszeit unter Fehlerstrombedingungen und Selektivität (d. h. ob nur der fehlerhafte Zweig getrennt oder der gesamte Bus abgeschaltet wird) – weitaus wichtiger für die Entscheidungsfindung als die bloße Bezeichnung „Halbleiter“ selbst. Für eine Architektur mit eigener Stromversorgung gibt es ein Fehlerszenario, das eine separate Validierung erfordert: ob die Gate-Treiber-Stromversorgung während eines DC-Bus-Spannungsabfalls oder eines Kurzschlussereignisses verfügbar bleibt. Sie können sich sicherlich gemeinsame Nachrichten oder Pressemitteilungen ansehen, aber beeilen Sie sich nicht, die Stückliste (BOM) fertigzustellen.