日月開新元,天地又一春。剛剛度過了難忘的牛年春節(jié),新的一年忙碌有序的工作活動也正式開啟。剛從放松的假期重新投入到緊張充實的工作之中,難免會有些不適應(yīng),俗話說“除舊布新,納福祈年”,既然是新的一年,自然要汰置舊的不合手工具,添置全新的趁手工具,更順暢的創(chuàng)造價值,收獲豐富的回報。談起電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計,諸如碳化硅(SiC)等寬禁帶(WBG)技術(shù)是當(dāng)今進(jìn)行器件選擇時的現(xiàn)實考慮。650V SiC MOSFET的推出使它們對于某些以前從沒有考慮過的應(yīng)用更具吸引力,這些器件在高效硬開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出非常好的耐用性,因而是實現(xiàn)千瓦級電源解決方案功率因數(shù)校正(PFC)應(yīng)用的理想選擇。而且,由于它們還支持更高的開關(guān)頻率,因此可以選擇較小的磁性元件,從而縮小了許多設(shè)計的體積。盡管寬禁帶器件有很多好處,但僅僅通過用SiC MOSFET替換硅基器件留下的空間并不能實現(xiàn)這些優(yōu)勢。工程師需要花一些時間來了解寬禁帶器件的特性,以充分利用新器件帶來的全部益處,同時還要了解他們各自的局限性和失效模式。
作為AMD核心AIB品牌,XFX訊景在本世代RX6000系列顯卡發(fā)售的同時就發(fā)布了非公版本的RX6800海外版,非公擁有比公版更強(qiáng)的性能,更好的體質(zhì),更高級別的散熱器,整體風(fēng)格也更加個性化。以散熱器為例,XFX訊景RX6800海外版采用了壓鑄式全鋁合金散熱器,配合三個靜音散熱風(fēng)扇,立體的散熱器外觀設(shè)計賦予了顯卡肌肉跑車般的線條質(zhì)感,性能好似噴薄欲出。CoolSiC器件中體二極管的正向電壓比硅MOSFET高四倍,因此LLC轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載下效率可能下降0.5%。通過利用溝道進(jìn)行升壓,而不是通過體二極管,還可以實現(xiàn)PFC拓?fù)浼軜?gòu)的高效率。一個關(guān)鍵的比較參數(shù)是導(dǎo)通電阻RDS(on)。硅MOSFET表面的參數(shù)看起來比SiC更好,但由于其較低的倍增系數(shù)(κ),在100℃時,一個84mΩ的CoolSiC器件與57mΩ的CoolMOS器件具有相同的RDS(on)(見圖1)。與硅MOSFET相比,CoolSiC還具有更高的擊穿電壓V(BR)DSS,使其在需要低溫環(huán)境下啟動的應(yīng)用中非常有益。
背板設(shè)計與整體散熱器同樣采用了壓鑄式全鋁合金材質(zhì),全金屬背板讓顯卡散熱效率更強(qiáng),值得一提的是,XFX訊景還為這塊RX6800海外版在背板上加入了貫穿式風(fēng)道設(shè)計,通過在背板尾部大面積開口,讓空氣能夠更有效的穿透散熱片,提升散熱效率。因此在典型工作溫度范圍內(nèi)導(dǎo)通電阻變化不大。EiceDRIVER系列仍然是CoolSiC MOSFET的理想?yún)f(xié)同器件。但是,為了獲得數(shù)據(jù)表中定義的較低RDS(on),需要18V的柵極電壓(VGS),而不是硅MOSFET的典型12V。如果選擇新的柵極驅(qū)動器,則需要選擇一個具有13V欠壓鎖定功能的驅(qū)動器,以確保目標(biāo)應(yīng)用在異常條件下安全運(yùn)行。柵極負(fù)電壓會導(dǎo)致SiC MOSFET長期退化,從而導(dǎo)致潛在故障。因此,設(shè)計工程師應(yīng)絕對保證VGS不會在低于-2V以下運(yùn)行超過15ns。如果發(fā)生這種情況,柵極閾值電壓(VGS(th))的漂移可能會導(dǎo)致在整個應(yīng)用壽命期間RDS(on)增大,最終這會導(dǎo)致來之不易的系統(tǒng)效率下降,在許多情況下正是由于高效率才會選擇SiC。對于硅MOSFET,通常需要使用一個高值電阻以避免出現(xiàn)負(fù)VGS,從而減慢di/dt和dv/dt。但是,對于SiC器件,首選方法則是在柵極和源極之間插入一個二極管電壓鉗位。如果負(fù)電壓純粹是一個電感問題,則強(qiáng)烈建議選擇帶有開爾文源(Kelvin source)的CoolSiC器件,這可能導(dǎo)致EON損耗比沒有它的器件低三倍。
剛毅的外觀下,XFX訊景也加入了一些有趣的元素,譬如在顯卡側(cè)板加入了RADEON RX6800和XFX LOGO信仰燈的設(shè)計,紅白相間的燈光元素讓沉悶的機(jī)箱靈動了不少,信仰之力的加成也讓性能加成“100%”。同時這種設(shè)計的好處是機(jī)箱也被賦予了客制化的元素,不再千篇一律,玩家可以有更多的個人屬性加進(jìn)去。CoolSiC MOSFET的另一個優(yōu)點是,在漏-源極電壓VDS高于50V時,它們具有更高的輸出電容COSS,這樣可以降低過沖水平,而無需采用柵極電阻。SiC技術(shù)的QOSS特性還有利于采用硬開關(guān)和諧振開關(guān)拓?fù)浼軜?gòu),原因是所需的放電更少,這會影響連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)圖騰柱PFC中的Eon損耗。采用48mΩ器件,對于3.3kW CCM圖騰柱PFC而言,效率可以達(dá)到99%以上(見圖4),在雙升壓(Dual Boost)PFC設(shè)計中使用CoolMOS可能獲得的最高效率峰值為98.85%。而且,盡管SiC MOSFET的成本較高,但基于SiC的設(shè)計總體上更具成本競爭力。SiC MOSFET與同等硅器件相比具有一系列優(yōu)勢,再加上其在硬開關(guān)應(yīng)用中的耐用性,使其在大多數(shù)高效功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用中值得考慮。650V CoolSiC系列的推出使SiC MOSFET技術(shù)對于那些需要將功率轉(zhuǎn)換效率推向極限的應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)可行。
XFX訊景此次攜手著名電源廠商海盜船共同推出的XFX訊景RX6800海外版+RM850X電源套裝組合,可謂是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手:作為AIB核心品牌,XFX訊景RX6800海外版有著今年顯卡中強(qiáng)大的性能,卻也有一定的電源需求;海盜船RM850X電源額定功率高達(dá)850W,采用全日系電容,通過了80PLUS金牌認(rèn)證,有著更高的轉(zhuǎn)換效率,能夠保證高負(fù)載狀態(tài)下電源實現(xiàn)平穩(wěn)的功率輸出。通過優(yōu)秀電源搭配來保障顯卡乃至整機(jī)的高效工作,為消費(fèi)者省去了挑選的步驟,更加方便了消費(fèi)者的購機(jī)體驗,XFX訊景RX6800海外版+RM850X電源套裝組合值得考慮。
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