Microchip Technology vừa ra mắt dòng mô-đun nguồn được thiết kế để đơn giản hóa và đẩy nhanh tốc độ ứng dụng máy biến áp thể rắn (SST) trong các trung tâm dữ liệu AI quy mô siêu lớn cũng như các ứng dụng điện áp cao khác.

Theo đại diện Microchip, các mô-đun nguồn công suất mSiC 3.3 kV HV-D3 mới này tích hợp linh kiện MOSFET mSiC cacbua silic (SiC) 3,3 kV và đi-ốt Schottky bên trong chip 62 mm theo tiêu chuẩn công nghiệp, cho phép truyền tải điện năng hiệu quả trực tiếp từ lưới điện trung thế đến tủ rack máy chủ.

Khi các trung tâm dữ liệu AI tiếp tục mở rộng quy mô, hoạt động sinh token (token generation) bị giới hạn bởi độ khả dụng của nguồn điện, trong khi hiệu suất là yếu tố then chốt quyết định lợi nhuận đầu tư (ROI). Các kiến trúc truyền thống sử dụng máy biến áp tần số thấp, cồng kềnh thường làm tăng độ phức tạp, tổn hao điện năng và hạn chế tính linh hoạt.

Máy biến áp thể rắn (SST) là sự thay đổi đột phá trong hoạt động cấp điện, loại bớt các bước chuyển đổi và cho phép đạt được hiệu suất hệ thống cao hơn. Xu hướng chuyển dịch sang phân phối điện một chiều điện áp cao tại các tủ rack (rack distribution) trong các cơ sở AI thế hệ mới càng khẳng định giá trị của SST nhờ khả năng cung cấp dòng điện DC ổn định trực tiếp từ lưới điện trung thế với ít bước chuyển đổi hơn.

Các mô-đun này sử dụng công nghệ mSiC MOSFET của Microchip, mang lại độ ổn định RDS(on) cực kỳ cạnh tranh trong các dải nhiệt độ khác nhau. Quy cách đóng gói của sản phẩm hỗ trợ khả năng cách điện lên đến 6 kV, sử dụng các vật liệu đạt chuẩn CTI 600 và có khoảng cách phóng điện bề mặt (creepage distance) mở rộng. Thiết kế này cho phép kết nối nối tiếp một cách an toàn để vận hành ở điện áp cao. Ngoài ra, lớp nền bằng silicon nitride (Si₃N₄) giúp tăng cường độ dẫn nhiệt và khả năng chịu tải chu kỳ nhiệt (power-cycling), giúp các kỹ sư đạt được mật độ công suất cao hơn mà không cần sử dụng các hệ thống làm mát quá phức tạp.

Ông Clayton Pillion - Phó Chủ tịch phụ trách bộ phận kinh doanh giải pháp công suất cao của Microchip - cho biết: "Khi các trung tâm dữ liệu AI tiếp tục đặt ra yêu cầu cao hơn trong việc cung cấp điện năng từ lưới điện đến GPU, nhu cầu về máy biến áp thể rắn (SST) ngày càng trở nên quan trọng. Các mô-đun công suất 3.3 kV HV-D3 mSiC của chúng tôi cho phép các nhà thiết kế giảm khoảng một nửa số lượng thiết bị kết nối nối tiếp so với các lựa chọn thay thế bằng SiC điện áp thấp hơn khi kết nối với lưới điện 13.8 kV hoặc 34.5 kV. Các thiết bị này cũng giải quyết một hạn chế quan trọng trong thị trường công nghiệp đối với các sản phẩm dòng điện 100–300A, đóng vai trò là cầu nối giữa các thiết bị SiC rời rạc và các mô-đun công suất lớn hơn nhiều".

Theo Microchip, các mô-đun công suất HV-D3 mSiC hiện có sẵn các cấu hình half-bridge (nửa cầu) và common-source (nguồn chung), đi kèm tùy chọn có hoặc không có đi-ốt Schottky song song ngược (anti-parallel), hỗ trợ các ứng dụng trong dải dòng điện từ 100-300A. Công nghệ mSiC MOSFET của Microchip mang lại sự cân bằng về tổn hao đóng cắt (switching losses) cho cả cấu trúc chuyển mạch cứng (hard-switched) và chuyển mạch mềm (soft-switched). Đặc tính này giúp thiết bị trở nên cực kỳ phù hợp với thiết kế máy biến áp thể rắn (SST) cũng như các hệ thống cao áp, tần số cao khác.

Mặc dù được tối ưu hóa cho máy biến áp thể rắn trong các trung tâm dữ liệu AI, các mô-đun nguồn HV-D3 mSiC còn hỗ trợ nhiều ứng dụng khác, bao gồm cơ sở hạ tầng sạc megawatt cho xe tải trọng lớn, nguồn điện phụ trợ cho đường sắt/vận tải hạng nặng, biến tần động cơ trung thế, hệ thống điện công nghiệp và quốc phòng. Các thị trường này cũng được hưởng lợi từ tổ hợp của khả năng cách điện cao, độ bền nhiệt và hiệu suất chuyển đổi năng lượng vượt trội của thiết bị.