【TLVR電感 - 產品資料下載】
 

在傳統大功耗 CPU/GPU 應用的伺服器產品, VRM的規格已經來到VR14版, 然而所定義的分立式電感  (通常使用氣隙夾片式電感,或稱為氣隙 Bead Core電感 ， 例如: 高創 GTV系列)
然而透過越來越高的工作頻率, 搭配越來越低的感值, 雖然帶來承載大功耗的能力，但其帶來越大的紋波電流及電感耦合係數下，需求越來越多的輸出電容，佔用了更多的PCB空間，這些都是研發人員的苦惱，也是伺服器機種效能及穩定性的諸多瓶頸。

TLVR電感是耦合電感的嶄新結構，透過1:1變壓器式的設計, 以及更簡約的結構，替您解決分立式電感的缺點, 同時間帶來更多效能及成本上的競爭力。

高創科技推出AI伺服器TLVR電感 GTLVR966411PV & GTLVR126011PV 系列，TLVR架構的耦合電感具備更大的耐電流，更強固的本體，以及優異的EMI效果，讓您用很低的成本應用於需要強調可靠度的產品上，無論是工業電腦 / 5G基站 / 伺服器等等，GTLVR系列是您的最佳選擇 !

▶ GTLVR966411PV 規格書下載
▶ GTLVR126011PV 規格書下載


 

Server Power 電感器演變 VR -> TLVR




 

【產品特點 】
•    1:1 耦合電感器
•    超高工作頻率 : 5MHz以上
•    超低直流阻抗 : DCR 0.125 / 0.33 & 0.125 / 0.37m ohm
•    超高飽和-溫升電流耐受 ：98A-75A ; 125A-77A
•    氣隙特性本體強固
•    優異體積面積佔比 : 9x6x10mm & 11x5x11mm
•    超低銅阻 : 直接引腳端子
•    5種感值 : 匹配PMIC設計
•    有害物質檢測 : 符合RoHS Directive 2002 / 95 / EC




【優 勢 】
傳統VR架構多相(N Phase)電源使用的氣隙大電流分立式電感器( 高創科技 GTV系列)多年來在高功耗的CPU/GPU伺服器上扮演了很棒的高轉換效率交換式電源除能放能穩壓的角色，其優勢、缺點如下 :

透過多相電源架構(N Phase)分流，可以達到更大功率下的電流需求，但隨著更新VRM版本的推出,電源相數持續增加，開關切換頻率持續拉高，同時間必須使用更小感值的電感器來匹配儲放能，雖然看似帶來承載更大電流的好處，但也不免帶來以下缺點。



【缺 點】
越多的相數，佔用越多的PCB空間，越小的電感值使用，影響了快速瞬態響應 (Transient Response)，因此同時間需要更多的輸出電容器以抵消密集電感排列下產生的耦合效應及較明顯的紋波電流(Ripple Current)，用以改善瞬態響應，以避免降低太多的轉換效率，同時也避免使用更多的輸出電容而帶來佔用更大PCB面積及採購成本的缺點。



【應 用 】
•    PMIC多相電壓調節器
•    新架構電壓調節器模塊（TLVR）
•    電腦、伺服器、工業電腦VRM和EVRD
•    數據網絡和存儲系統
•    圖形卡和電池電源系統PMIC控制
•    負載點模塊




✏ 技術常見問題 :

Q1 : 耦合電感與傳統電感相比有什麼優勢?
A1 : 耦合電感常用於多相電源拓撲，充分利用其相間磁耦合電流紋波相抵消的技術優勢。使用普通分立式電感時，一般只在多相降壓轉換器輸出抵消電流紋波。當耦合電感通過磁耦合時，電流紋波抵消作用到所有電路元件、MOSFET、電感線圈。
所有相開關操作僅影響到單相，從而減小電流紋波幅值，頻率倍增。減小電流波形的RMS有助於提高電源轉換效率，或減小磁元件，獲得較快的瞬態響應，並進而減小輸出電容需求。


Q2 : 耦合電感與傳統電感設計的對比?
A2 : 如分立電感的初始設計比較合理，電流紋波可以接受，那麼採用耦合電感可以減小電感值並達到 D = 0.15 下同等的電流紋波。這種條件下，50nH耦合電感可提供與210nH分立電感同等的電流紋波。
耦合電感設計為負耦合，當各相電流相等時，來自所有線圈的互感磁通彼此抵消。
耦合電感尺寸比傳統分立方案小得多。也使瞬態條件下的電流效率提高4倍，同時透過(Ls)補償電感可以讓感量增加，達到輸出電容可減小大約4倍， 成本降低約2倍的效益(因應個別客戶設計及用料可能有所差異)。


Q3 : 初期方案評估，不確定終端品牌客戶接受度，可否有比較彈性且安全的co-layout共用方案 ?
A3 : Yes，GOTREND GTV966610P 可以與 GTLVR966411共用佈線 (co-layout)

 

應用線路 
 

Advance Technical Issue : (Resource from: Renesas Semi & MACNICA)
測試條件 : 
V_IN : 12V ，V_OUT : 0.75V ，LL : 0.1mΩ，F_W : 600kHz , 16_PH : ISL99390
傳統電感 : 100nH ; TLVR電感 : 150nH and Lc =70nH。


請參考上面的波形，在使用相同板子和相同輸出電容的前提下，我們來驗證傳統和TLVR電感，在瞬態負載變動所帶來的影響，藍色的負載電流波形，由830安培瞬間下降至30安培，發現黃色的輸出電壓波形，在使用不同的電感，會有非常大的差異，TLVR電感能有效的抑制負載變動所帶來的電壓變化，反觀傳統型的電感電壓變化就非常劇烈，傳統型如果要抑制輸出電壓波形變化，輸出端電容就要額外增加非常多顆，去抑制這樣的輸出電壓波形變化，所以使用TLVR電感，不僅能節省輸出端電容數量，也讓使空間利用率大大改善，但是這些都還是要看核心電源晶片使否有支援相關的應用。



 

傳統VR分立式電感 VS. TLVR電感動態負載

參考文獻 : 
1. Fast multi-phase trans-inductor voltage regulator,Digital Commons，https://reurl.cc/VRGVDQ
2. TLVR 高壓注意事項，Alexandr Ikriannikov，https://reurl.cc/YdMzeX
3. Renesas presentation
   - Couple Inductor and TLVR
   - Renesas TLVR Design Equations




 

系列尺寸圖 & 電性規格表
 

產品使用環境：
1.儲存溫度範圍（部件）：-40°C至+125°C
2.工作溫度範圍：-40°C至+125°C（環境溫度+自身溫升）
3. 焊料回流溫度：符合J-STD-020（最新版)

包裝規格：400pcs / 13” Tape Reel



 

產品使用環境：
1.儲存溫度範圍（部件）：-40°C至+125°C
2.工作溫度範圍：-40°C至+125°C（環境溫度+自身溫升）
3. 焊料回流溫度：符合J-STD-020（最新版)

包裝規格：400pcs / 13” Tape Reel



 

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