Տեխնիկական խորը վերլուծություն. Ինչպե՞ս ամբողջությամբ վերացնել տվյալների կենտրոնի դարպասների էլեկտրամատակարարման աղմուկը՝ օգտագործելով գերցածր ESR բազմաշերտ կոնդենսատորներ:

Գործընկեր ինժեներներ, երբևէ հանդիպե՞լ եք այս տեսակի «ուրվական» խափանման: Լավ նախագծված տվյալների կենտրոնի դարպասը լաբորատորիայում կատարյալ կերպով փորձարկվել է, բայց մեկ կամ երկու տարվա զանգվածային տեղակայումից և դաշտային աշխատանքից հետո որոշակի խմբաքանակներ սկսել են անհասկանալի փաթեթների կորուստ, էլեկտրաէներգիայի անջատումներ և նույնիսկ վերագործարկումներ: Ծրագրային ապահովման թիմը մանրակրկիտ ուսումնասիրել է կոդը, իսկ սարքավորումների թիմը բազմիցս ստուգել է այն՝ ի վերջո օգտագործելով ճշգրիտ գործիքներ՝ մեղավորը պարզելու համար. բարձր հաճախականության աղմուկը միջուկային էլեկտրական ռելսի վրա:

YMIN բազմաշերտ կոնդենսատորի լուծում

- Արմատական ​​պատճառի տեխնիկական վերլուծություն – Եկեք ավելի խորը քննարկենք հիմքում ընկած «պաթոլոգիայի վերլուծությունը»: Ժամանակակից դարպասներում CPU/FPGA չիպերի դինամիկ էներգիայի սպառումը կտրուկ տատանվում է՝ առաջացնելով առատ բարձր հաճախականության հոսանքի հարմոնիկաներ: Սա պահանջում է, որ դրանց հզորության անջատման ցանցերը, մասնավորապես՝ զանգվածային կոնդենսատորները, ունենան չափազանց ցածր համարժեք շարքային դիմադրություն (ESR) և բարձր ալիքային հոսանքի ունակություն: Խափանման մեխանիզմ. Բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ալիքային հոսանքի երկարատև լարվածության տակ սովորական պոլիմերային կոնդենսատորների էլեկտրոլիտ-էլեկտրոդ միջերեսը անընդհատ քայքայվում է, ինչը ժամանակի ընթացքում ESR-ի զգալի աճի պատճառ է դառնում: ESR-ի աճը ունի երկու կարևոր հետևանք. Ֆիլտրման արդյունավետության նվազում. Z = ESR + 1/ωC ​​համաձայն, բարձր հաճախականություններում Z դիմադրությունը հիմնականում որոշվում է ESR-ով: ESR-ի աճին զուգընթաց կոնդենսատորի բարձր հաճախականության աղմուկը ճնշելու ունակությունը զգալիորեն թուլանում է: Ինքնատաքացման աճ. Ալիքային հոսանքը ջերմություն է առաջացնում ESR-ի միջոցով (P = I²_rms * ESR): Այս ջերմաստիճանի բարձրացումը արագացնում է ծերացումը՝ ստեղծելով դրական հետադարձ կապի օղակ, որն, ի վերջո, հանգեցնում է կոնդենսատորի վաղաժամ խափանմանը: Հետևանքը. անսարք կոնդենսատորային մատրիցը չի կարող բավարար լիցք ապահովել բեռի անցողիկ փոփոխությունների ժամանակ, ինչպես նաև չի կարող զտել անջատիչ սնուցման աղբյուրի կողմից առաջացող բարձր հաճախականության աղմուկը: Սա առաջացնում է խափանումներ և չիպի սնուցման լարման անկումներ, ինչը հանգեցնում է տրամաբանական սխալների:

- YMIN լուծումներ և գործընթացի առավելություններ – YMIN-ի MPS շարքի բազմաշերտ պինդ վիճակի կոնդենսատորները նախատեսված են այս պահանջկոտ կիրառությունների համար։

Կառուցվածքային առաջընթաց. Բազմաշերտ գործընթացը մի քանի փոքր պինդ վիճակում գտնվող կոնդենսատորային չիպեր զուգահեռաբար ինտեգրում է մեկ փաթեթի մեջ: Այս կառուցվածքը ստեղծում է զուգահեռ իմպեդանսի էֆեկտ՝ համեմատած մեկ մեծ կոնդենսատորի հետ, նվազագույնի հասցնելով ESR-ը և ESL-ը (համարժեք շարքային ինդուկտիվություն) մինչև չափազանց ցածր մակարդակներ: Օրինակ, MPS 470μF/2.5V կոնդենսատորն ունի ESR մինչև 3 մΩ:

Նյութի երաշխիք. Պինդ վիճակում գտնվող պոլիմերային համակարգ: Օգտագործելով պինդ հաղորդիչ պոլիմեր, այն վերացնում է արտահոսքի ռիսկը և առաջարկում է ջերմաստիճան-հաճախականության գերազանց բնութագրեր: Դրա ESR-ը նվազագույնի է հասցվում լայն ջերմաստիճանային միջակայքում (-55°C-ից մինչև +105°C), հիմնարար կերպով լուծելով հեղուկ/գել էլեկտրոլիտային կոնդենսատորների կյանքի սահմանափակումները:

Արդյունավետություն. Գերցածր ESR-ը նշանակում է ավելի մեծ ալիքային հոսանքի կառավարման կարողություն, նվազեցնում է ներքին ջերմաստիճանի բարձրացումը և բարելավում է համակարգի MTBF-ը (խափանումների միջև միջին ժամանակը): Գերազանց բարձր հաճախականության արձագանքը արդյունավետորեն զտում է MHz մակարդակի անջատման աղմուկը՝ չիպին ապահովելով մաքուր լարում:

Մենք համեմատական ​​​​փորձարկումներ անցկացրեցինք հաճախորդի անսարք մայրական սալիկի վրա.

Ալիքային կառուցվածքի համեմատություն. Նույն բեռի տակ սկզբնական միջուկային էլեկտրահաղորդման գծի գագաթնակետային աղմուկի մակարդակը հասել է մինչև 240 մՎ-ի: YMIN MPS կոնդենսատորները փոխարինելուց հետո աղմուկը ճնշվել է մինչև 60 մՎ-ից պակաս: Օսցիլոսպոզի ալիքային կառուցվածքը հստակ ցույց է տալիս, որ լարման ալիքային կառուցվածքը դարձել է հարթ և կայուն:

Ջերմաստիճանի բարձրացման փորձարկում. Լրիվ բեռնվածության ալիքային հոսանքի դեպքում (մոտավորապես 3Ա), սովորական կոնդենսատորների մակերևույթի ջերմաստիճանը կարող է հասնել 95°C-ից բարձր, մինչդեռ YMIN MPS կոնդենսատորների մակերևույթի ջերմաստիճանը կազմում է ընդամենը մոտ 70°C, ինչը ջերմաստիճանի բարձրացման նվազումը կազմում է ավելի քան 25°C: Արագացված ծառայության ժամկետի փորձարկում. 105°C անվանական ջերմաստիճանում և անվանական ալիքային հոսանքի դեպքում, 2000 ժամ հետո, հզորության պահպանման մակարդակը հասել է >95%-ի, զգալիորեն գերազանցելով արդյունաբերության ստանդարտը:

- Կիրառման սցենարներ և առաջարկվող մոդելներ – YMIN MPS շարք 470μF 2.5V (Չափսեր՝ 7.3*4.3*1.9 մմ): Դրանց գերցածր ESR-ը (<3մΩ), բարձր ալիքային հոսանքի վարկանիշը և լայն աշխատանքային ջերմաստիճանի տիրույթը (105°C) դրանք դարձնում են հուսալի հիմք բարձրակարգ ցանցային կապի սարքավորումների, սերվերների, պահեստավորման համակարգերի և արդյունաբերական կառավարման մայրական սալիկների հիմնական սնուցման աղբյուրների նախագծման համար:

Եզրակացություն

Սարքավորումների նախագծողների համար, ովքեր ձգտում են առավելագույն հուսալիության, էլեկտրամատակարարման անջատումը այլևս պարզապես ճիշտ տարողության արժեքի ընտրության հարց չէ. այն պահանջում է ավելի մեծ ուշադրություն դարձնել դինամիկ պարամետրերին, ինչպիսիք են կոնդենսատորի ESR-ը, ալիքային հոսանքը և երկարաժամկետ կայունությունը: YMIN MPS բազմաշերտ կոնդենսատորները, նորարարական կառուցվածքային և նյութական տեխնոլոգիաների միջոցով, ինժեներներին տրամադրում են հզոր գործիք էլեկտրամատակարարման աղմուկի մարտահրավերները հաղթահարելու համար: Հուսով ենք, որ այս խորը տեխնիկական վերլուծությունը ձեզ կտա պատկերացումներ: Կոնդենսատորների կիրառման մարտահրավերների համար դիմեք YMIN-ին: