夜雨聆风
AI数据中心电源狂卷SiC/GaN
这颗东芝80V低压MOS
才是低调的性能担当
AI绝对是当下最热门的话题了，正在改变着世界的方方面面。AI不吃饭，只耗电。需求量大、稳定性要求高、负载波动大，对数据中心供电提出了更高的要求。算电协同、SST、800VAIDC，整个电力电子行业全都发疯似的布局相关业务。
所有的电能变换方案都要由功率器件去落实。虽然SiC、GaN、DrMOS是备受关注的明星，但有一个隐形的王者不应该被忽视，它就是低压MOS。在传统数据中心220VAC转48VDC的一次电源、48V转12V的二次电源，在全新800VAIDC中800V转48V/12V/6VDC-DC电源的输出整流部分，都需要用到低压MOS。并且由于其低导通电阻、高可靠性、高性价比，完全不用担心被GaN取代。
本次评测的主角是东芝推出的 80V 1.4mΩ DFN5X6封装的低压MOS TPM1R408RH，主要应用于整流输出环节。为验证其真实性能，本次将其与市面上A、B两家主流厂商的同规格产品进行了横向实测对比。
01
导通电阻
测试条件为 VGS=10V，IDS=50A
实测数据显示，TPM1R408RH的导通电阻在全温区范围内均保持最低水平，且随着温度升高，其上升幅度控制得当。
在应用中，导通电阻越小，导通损耗也越小。
02
栅电荷
测试条件为 VGS=0-10V，IDS=50A
在栅极电荷参数上，TPM1R408RH 表现突出，Qg 为 80.5nC、Qgd 为 10.3nC，处于行业领先梯队。
在实际应用中，Qg越小，驱动损耗越小；Qgd越小，开关速度越快。
03
Qoss
测试条件为 VGS=0V，VDS=0-40V
测试结果显示，B厂商的Qoss数值最小，而TPM1R408RH与A厂商表现接近。
Qoss也是衡量开关速度的重要指标，Qoss越小开关速度越快。
04
反向恢复特性
测试条件为 VGS=0V，IDS=50A，di/dt=100A/us
在反向恢复特性方面，三款低压MOS的表现旗鼓相当，Qrr、Trr、Irrm 参数基本一致。
在应用反向恢复特性越好，其反向恢复损耗越小、EMI特性越优。
05
耐压
测试条件为 VGS=0V，IDS=3mA
值得注意的是，TPM1R408RH 拥有三款产品中最高的耐压值，且呈现出耐压随温度升高而升高的正向特性。
在应用中耐压值越高，器件越不容易发生雪崩，其运行越安全可靠。
封装特点
除了芯片本身的电气性能，封装技术同样是决定电源效率的关键。
TPM1R408RH 采用的 DFN
5X6 SOP Advance Elite 封装也内有玄机：
在兼容传统 DFN5X6 封装尺寸的同时，将“源极”连接在了一起，使得封装电阻更低，相比传统封装降低约 65%；内部可安装芯片尺寸增大，提升约 23%；热阻降低，优化约 15%。
这一系列封装层面的改进，显著提升了器件的功率密度与散热能力。
上机实测
为了验证理论参数的实际表现，评测组将 TPM1R408RH 应用于服务器电源的输出整流与 Oring 电路中进行实测。
打开 AC 电源和 DC 负载，通过 WIFI 连接可编程源载设备完成自动化测试设置。
实测效率曲线显示，搭载该器件的电源在整个负载范围内均保持了极高的转换效率，在 1kW 负载条件下，效率达到了 96.02%。
总结
低导通电阻、小 Qg 和 Qsw、小 Qoss、优异的反向恢复特性、出色的耐压能力；
先进的 DFN5X6 SOP Advance Elite 封装。
这款东芝的 80V 1.4mΩ DFN5X6 封装的低压MOS TPM1R408RH，无论芯片还是封装都十分优秀，是当下 AI 数据中心不可或缺的好帮手。
对于追求极致能效比的 800V AIDC 及高密度服务器电源设计而言，TPM1R408RH 提供了一个极具竞争力的功率解决方案。
