ROHM針對車載設備、工業設備、通訊基礎設施等12V/24V系統一次側電源，開發出搭載ROHM超穩定控制技術「Nano Cap」、輸出電流500mA的LDO穩壓器IC「BD9xxN5系列」(共18款產品)。  近年來，電子設備正朝著小型化、高密度化方向發展。為了進一步節省空間並提高設計靈活性，電源電路開始需要採用小容量電容亦可穩定工作的電源IC。然而用1μF以下的輸出電容實現穩定運行在技術仍是課題。對此，ROHM在2022年推出了搭載超穩定控制技術「Nano...

生成式AI推動的伺服器浪潮，讓電源設計師承受前所未有的壓力。在電源設計變得更複雜之際，開發週期卻被大幅壓縮。以模擬為核心的虛擬設計環境，已成為大勢所趨。 生成式AI帶動的AI伺服器潮流，不僅改變了資料中心的面貌，更讓電源設計工程師面臨前所未有的挑戰。GPU持續進化，讓伺服器電源供應器的規格需求不斷攀升；在此同時，產品上市週期卻愈來愈短，研發工程師不僅要應付更高的電流密度、更嚴苛的散熱條件，還必須在有限時間內交出可靠的設計成果。 在這樣的高壓環境下，傳統的「設計–打樣–測試」流程已經顯得過於緩慢。取而代之的，是以模擬軟體為核心的「虛擬設計環境」。 設計週期極度壓縮　研發工程師分身乏術 Ansys資深工程師郭宗男(圖1)指出，電源設計正快速走向數位轉型。「AI電源的複雜度遠超過以往，開發週期卻被大幅壓縮。若仍然依賴傳統實體打樣，往往需要耗費數週甚至數月，追不上當前產業的節奏。」因此，業界開始依靠Ansys的Q3D、Maxwell、Icepack等模擬工具，在虛擬環境中完成絕大部分設計與驗證工作，直到最後階段才進行實體樣品的打樣與測試。 圖1　...

GPU的電源需求，成為加速技術創新的催化劑。Matrix拓撲因具備高效率與高功率密度而備受關注，但其暫態響應能力不足，仍待補強。另一方面，AI伺服器電源廠正面臨客戶規格與架構需求分歧，研發負擔加重的挑戰。如何兼顧前瞻技術、穩定供應與快速開發，已成電源產業必須正面迎戰的課題。 生成式AI已成為推動電源設計進化的重要動能。為滿足GPU的供電需求，電源領域的各家主要晶片商與設備商，除了必須加快新產品推出的步伐，更需要將眼光放遠，在前瞻技術上進行投資。 Matrix拓撲就是備受電源業界矚目的前瞻技術之一。這種拓撲技術具有高效率、高功率密度的優勢，但目前這項技術要應用在AI伺服器電源中，還有許多挑戰存在。同時，也因為電源設備業者需要投入大量資源在前瞻技術研究上，使得台灣電力電子人才不足的問題變得更加嚴重。 從電動車轉向AI伺服器電源　Matrix拓撲還需醞釀 德州儀器(TI)應用經理顏智鴻(圖1)表示，每一種拓撲技術都有其優勢與缺點。因此，在討論某種拓撲是否適用於特定應用情境之前，必須先對應用情境的特性進行分析。以AI伺服器電源這種應用來說，除了額定功率需求高之外，還有一項蠻棘手的特性，就是GPU的功率需求波動大，有很多尖峰存在。因此，針對GPU加速器設計的電源供應器不僅要支援大功率輸出，還要有快速的暫態響應能力，才能應對這些頻繁出現的需求尖峰。 圖1　德州儀器(TI)應用經理顏智鴻表示，AI伺服器電源領域新技術與客製化需求大量增加，電源設計團隊面臨巨大挑戰。 因此，對AI伺服器的PSU而言，理想的電源拓撲必須能支援高功率輸出、轉換效率高，並且具有快速響應的能力。Matrix符合前兩項要求，但這種拓撲的暫態響應比較慢，在遇到功率需求快速波動的時候，會比較吃力。 其實，TI在研究Matrix拓撲技術的時候，設定的應用場景也包含電動車的車載充電器。在這種應用情境下，Matrix的特性就很理想：可實現高功率密度設計、具備優秀的轉換效率，而且為電池充電這種負載型態，比較不會出現快速波動。但由於AI伺服器的電力需求快速提升，客戶應用對功率密度的要求隨之暴增，因此業界只好開始研究，是否有機會將Matrix拓撲應用在AI伺服器的PSU設計中。至於其暫態響應比較慢的缺點，則有機會透過電池備援單元(BBU)或電容備援單元(CBU)來補強。 不過，電源設備向來對穩定性、可靠度有著非常嚴格的要求，因此，業界可能還需要投入不少資源跟時間來驗證這項新的拓撲技術。 客戶規格需求歧異　電源廠RD資源吃緊 事實上，當前AI伺服器電源領域，有很多技術發展方向正在同步進行。其中最明顯的就是NVIDIA與OCP兩大陣營，在資料中心電源架構的規劃上，有許多不同之處。以當前最熱門的800V...

生成式AI的興起，正在全面改變資料中心的樣貌，也讓電源產業迎來久違的轉型契機。這股浪潮不僅帶來更高的運算需求，也推動相關技術與產品加速進化。電源設計工程師、晶片商與系統供應商，正共同面對新的挑戰與機會。 AI模型的規模快速膨脹，使GPU的功耗不斷攀升。如今單卡超過1,000瓦已經成為常態，而整機櫃的功率需求更動輒數百千瓦。這樣的變化，不只使伺服器電源架構必須重新調整，就連整個資料中心的電力基礎設施，都必須一口氣從54V升級為800V...

為了應對高效能計算應用日益成長的需求，處理器工作電流飆升至數百安培。為資料挖掘應用、人工智慧、機器學習和深度學習供電都耗能巨大，是資料中心最耗電的部份。這帶來了許多電源系統設計挑戰，大多數超過了傳統分立式供電網路的極限。 Vicor將解釋如何更好地解决傳統多相負載點穩壓器無法解决的電源設計挑戰。Vicor將於8月1日在臺北舉行的高效電源暨寬能隙技術應用論壇(Tech...

隨著技術快速擴展，意味著對於電力的需求也節節攀升。為了持續推動此擴展態勢，業界也日益將太陽能等更多的可再生能源部署至電網中。同樣地，伺服器的需求也呈指數級成長，以實現更快的數據處理，大數據儲存和人工智慧(AI)。設計人員為因應全球趨勢正面臨著一項艱鉅任務：持續提升設計效率，同時維持提升設計的效率，同時以相同的體積提供更多電力。 這樣的挑戰已推動業界在高電壓電源設計中採用氮化鎵(GaN)採用，原因在於GaN具有兩大優勢： 增加功率密度。GaN具備更高的切換頻率，讓設計人員能夠使用電感器與電容器等較小尺寸的被動元件，進而縮減電路板尺寸。 提升效率。相較於矽晶設計，GaN優異的切換和傳導損耗性能可降低>50%的損失。 除了業界採用的高電壓GaN(額定>=600V)外，新的中電壓GaN解決方案(額定80V~200V)也越來越受歡迎，其可在電源系統中實現更高的功率密度和效率，而以往的高電壓GaN無法支援這點。以下將說明目前正逐漸廣泛採用GaN的四大主要中電壓應用領域。 應用領域1：太陽能。太陽能是成長最快速的可再生能源來源，從2021年至2022年期間上升了26%，預計未來七至八年將以約11.5%的年複合成長率拓展產能。隨著太陽能面板設備數量增加，對於系統效率和功率密度的需求也隨之攀升，原因在於這是一項需要佔用大量空間的技術。在太陽能面板子系統方面，LMG2100R044和LMG3100R017裝置有助於縮減40%以上的系統尺寸。 太陽能主要是由太陽能面板上兩種類型的子系統來啓用：一個由逆變器階段伴隨在後的升壓階段，用於將直流電壓範圍轉換爲交流電壓，以及一個降壓和升壓階段，其中的功率最佳化工具會將變化的直流電壓轉換為通用直流電壓電平(使用最大功率點追蹤)，以傳輸至串列式逆變器。 應用領域2：伺服器。鑑於我們仍處於人工智慧革命的早期階段，對於伺服器執行複雜機器學習演算法，以及支援儲存更大更複雜資料集的需求將呈指數成長。每個階段的效率要求皆為>98%的高密度設計將實現這些增強的處理與儲存需求。 伺服器電源應用中的三個主要系統可使用100V至200V...

隨著應用發展，對於電源的要求也更加嚴苛，業者在進行產品設計時，需要確保精準控制並降低雜訊，以滿足高階應用需求。與此同時，氮化鎵(GaN)應用市場前景可期，相關電源產品設計也需要考量應用需求，選用合適方案。 人工智慧(AI)等先進應用為電源設計帶來新的挑戰，除了運用數位電源精準控制以提升效率，PCIe、SATA和DDR等高速電路的發展也為電源供電帶來更加嚴格的要求，在產品設計時須針對電源完整性進行量測，以避免電源對訊號造成雜訊干擾。 此外，消費性電子及電動車等應用的快充需求持續成長，也帶動第三類半導體功率元件的採用。其中，氮化鎵(GaN)的開關損失比碳化矽(SiC)更低，可實現更高的能源效率，將迎來市場爆發期，極具發展潛力。為了搶進GaN龐大商機，針對應用的功率需求選擇適合的設計方案至關重要。 數位電源大行其道　HRTIM助MCU提升精度 電源產品設計逐步從類比轉向數位電源，對於攸關產品電源控制精準程度的微控制器(MCU)的需求隨之增加。意法半導體(ST)專案經理詹儒聰(圖1)表示，通訊能力也是電源由類比轉向數位的重要因素。 圖1　意法半導體專案經理詹儒聰表示，通訊能力也是電源由類比轉向數位的重要因素 以典型的AC-DC轉換器為例，電源電壓透過兩部分架構轉換為所需的輸出電壓：在初級側以輸入濾波器來降低EMI，並具有一個受控或非控制整流器，同時以功率因數校正器(PFC)調節直流匯流排電壓(Bus...

隨著應用發展，對於電源的要求也更加嚴苛，業者在進行產品設計時，需要確保精準控制並降低雜訊，以滿足高階應用需求。與此同時，氮化鎵(GaN)應用市場前景可期，相關電源產品設計也需要考量應用需求，選用合適方案。 GaN快充市場即將引爆 (承前文)既有電源設計受到高速電路等先進應用影響，需要考量額外因素，而近年來創新電源方案的誕生，也打開電源設計新市場。相較於傳統矽(Si)或碳化矽(SiC)方案，氮化鎵(GaN)在能源效率、操作頻率和功率密度方面皆略勝一籌，儘管因為成本和穩定性等因素而遭遇挑戰，採用GaN快充市場仍預期將在接下來幾年快速成長。 英飛凌電源與感測系統事業部資深協理陳清源(圖4)表示，根據產研機構Yole...

在靜態開關應用中，電源設計著重於最大程度地降低導通損耗、優化熱性能、實現精簡輕便的系統設計，同時以低成本實現高品質。為滿足新一代解決方案的需求，英飛凌科技(Infineon)正在擴大其CoolMOS S7系列高壓超接面(SJ)MOSFET的產品陣容。該系列元件主要適用於開關電源(SMPS)、太陽能系統、電池保護、固態繼電器(SSR)、馬達啟動器和固態斷路器以及可編程設計邏輯控制器(PLC)、照明控制、高壓電子保險絲/電子斷路器和(混動)電動汽車車載充電器等應用。 該產品組合進行了重要擴充，新增了創新的QDPAK頂部冷卻(TSC)封裝，能夠在較小的封裝尺寸內實現豐富的功能。這些特性使得該元件在低頻開關應用中極具優勢，同時還可以降低成本。得益於新型大功率QDPAK封裝，這款元件的導通電阻值僅為10mΩ，在市場上同電壓等級產品中以及採用SMD封裝的產品中屬於最低值。CoolMOS...

幾乎所有現代工業系統都涉及交流/直流電源，這些系統從交流電網獲得能量，並將經過妥善調節的直流電壓輸送到電氣設備。隨著全球功耗增加，交流/直流電源轉換過程中的相關能量損耗成為電源設計人員整體能源成本考量的重要部份，特別是高耗電電信和伺服器應用的設計人員。 氮化鎵有助於提高能效並減少交流/直流電源的損耗，進而有助於降低終端應用的擁有成本。例如，透過最低0.8%的效率增益，採用氮化鎵的圖騰柱功率因數校正(PFC)有助於100MW資料中心在10年內節省多達700萬美元的能源成本。 世界各地的政府法規要求在交流/直流電源中使用PFC級，藉以促進從電網獲得潔淨電力。PFC對交流輸入電流進行調整以遵循與交流輸入電壓相同的形狀，因而達到從電網汲取最大的有功功率，電氣設備即可像無功功率為零的純電阻一樣運作。 傳統的PFC拓樸結構包括升壓PFC(在交流線路後採用全橋式整流器)和雙升壓PFC。典型升壓PFC是常見的拓樸結構，這其中包含傳導損耗極高的前端橋式整流器。雙升壓PFC由於沒有前端橋式整流器，減少傳導損耗，不過這確實需要額外的電感，因此成本和功率密度受到影響。 可能提高效率的其它拓樸包括交流開關無橋接式PFC、有源橋接式PFC和無橋接式圖騰柱PFC。交流開關拓樸使用兩個在開啟狀態下導通的高頻場效應電晶體(FET)和在關閉狀態下導通的碳化矽(SiC)二極體和矽二極體。有源橋式PFC直接以四個低頻FET取代連接到交流線路的二極體橋式整流器，二極體橋式整流器需要額外的控制和驅動電路。有源橋式PFC使用三個在開啟狀態下導通的FET和兩個低頻FET，以及在關閉狀態下導通的SiC二極體。 相較之下，圖騰柱PFC只有在開啟和關閉狀態下導通的一個高頻FET和一個低頻矽FET，因此在三種拓樸結構中達到最低的功率損耗。此外，圖騰柱PFC只需要最少數量的功率半導體元件，因此，在考量整體元件數量、效率和系統成本時，這是有吸引力的拓樸。 傳統的矽金屬氧化物半導體FET(MOSFET)不適合圖騰柱PFC，因為MOSFET的本體二極體具有極高的反向復原電荷，會導致高功率損耗和直通損壞的風險。SiC功率MOSFET比矽略有改善，固有本體二極體的反向復原較低。 另外，氮化鎵提供零反向復原損耗，在三種技術中達到最低的整體開關能量損耗，比同類SiC...

Eggtronic透過與益登科技簽約合作，進一步擴展其在亞太地區的業務版圖。新簽訂的代理協議是Eggtronic經營策略的關鍵要素，將為其先進的AC/DC轉換器及無線充電系列產品提供高品質的當地銷售、物流及支援服務。 益登科技作為完善的技術解決方案供應商，支援從IC設計到最終生產的端對端供應鏈。根據協議內容，代理商益登科技將完備Eggtronic技術，並為大中華區、印度、日本、韓國以及東南亞國家的客戶提供當地支援。 Eggtronic業務暨行銷副總裁Michael...

Power Integrations(PI)宣布在線上設計工具PI Expert中推出一項新功能，能夠根據使用者的規格自動產生最佳化電源設計。PI Expert現在提供平面磁性元件建置器，可產生特定應用的平面變壓器設計，其中包含印刷電路板(PCB)製造商立即可用的建置文件和Gerber檔案。最新版PI...