회사 블로그 인피니온 IMDQ75R 고강도 750V 쿨시CTM MOSFET 트랜지스터

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.는 인공지능 서버 애플리케이션에 적합한 Infineon의 IMDQ75R 시리즈 고신뢰성 750V CoolSiC™ MOSFET를 공급 및 재활용합니다.

I. IMDQ75R 시리즈 개요

IMDQ75R 시리즈는 Infineon의 2세대 CoolSiC™ G2 트렌치형 실리콘 카바이드 MOSFET로 구성됩니다. 이 750V 산업 등급 SMD 표면 실장 전력 장치는 Q-DPAK 상단 냉각 패키지를 사용하며 고밀도 스위칭 전원 공급 장치(PSU), 토템폴 PFC, LLC 공진 컨버터 및 중간 버스 컨버터(IBC)에 사용됩니다. AI 서버의 고전력, 고전류, 고주파 작동, 엄격한 열 관리 및 장기간 중단 없는 작동과 관련된 설계 과제를 해결합니다. 이 장치는 JEDEC 산업 신뢰성 테스트와 100% 애벌랜치 항복 전압 검증을 모두 통과하여 데이터 센터에서 24시간 연중무휴로 작동하는 연속적인 중부하 조건에서 높은 효율성, 높은 전력 밀도 및 장기간 작동 신뢰성을 제공합니다.

주요 매개변수 요약

- 드레인-소스 항복 전압 V DSS : 750V

- 온 저항 RDS (on): Tj = 25 °C에서 일반 25 mΩ, 최대 31 mΩ

- 펄스 드레인 전류 I (D,pulse): 242A

- 게이트 전하 Q G : 49nC

- 500V 조건에서 출력 커패시턴스에 저장된 에너지 E OSS : 18.5μJ

- 패키지: Q-DPAK (PG-HDSOP-22) 표면 실장, 상단 냉각

- 작동 접합 온도: –55°C ~ 175°C

II. IMDQ75R 시리즈의 핵심 전기 및 패키지 매개변수

1. 전기 내전압 및 애벌랜치 신뢰성

드레인-소스 정격 전압 **750V**, 전체 접합 온도 범위에서 유지됨; 장치의 100%가 애벌랜치 스트레스 테스트를 거쳐 서지 및 전압 스파이크에 대한 강력한 내성을 입증함; 일반적인 게이트 임계 전압 4.5V는 낮은 Crss/Ciss 비율과 결합되어 고속 스위칭 시나리오에서 기생 전도 위험을 크게 완화하여 AI 서버 전원 공급 장치의 고밀도 보드 레이아웃과 관련된 심각한 전자기 간섭 조건에 적합합니다. –7V ~ –11V의 광범위한 음의 게이트 구동 전압을 지원하여 간섭에 대한 시스템 면역력을 더욱 향상시킵니다.

2. 우수한 성능 지수(FOM), 전체 시스템 손실 감소

2세대 트렌치 CoolSiC™ 공정을 기반으로 업계 최고의 `RDS(on)×Qfr`을 달성하며, `RDS(on)×Qoss` 및 `RDS(on)×QG`에 대한 우수한 종합 FOM 값도 제공합니다. 출력 커패시턴스 에너지 저장(Eoss) 및 게이트 전하(Qg)가 크게 최적화되었습니다. 1세대 제품에 비해 스위칭 속도가 약 25%~30% 증가했으며 스위칭 손실은 30% 이상 감소했습니다. 하드 스위칭 및 소프트 스위칭 토폴로지 모두에서 고효율 성능을 달성하여 AI 서버 전원 공급 장치가 더 높은 주파수로 작동하고 자기 부품의 크기를 줄이며 전반적인 전력 밀도를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이 장치는 매우 낮은 역회복 전하를 가진 고성능 SiC 고유 다이오드를 통합하여 추가적인 병렬 고속 복구 다이오드의 필요성을 없애고 전원 공급 장치 주변 부품의 설계를 단순화합니다.

3. 열 설계 및 장기 작동 능력

Infineon의 독점적인 .XT 확산 접합 칩 장착 공정과 Q-DPAK 상단 냉각 패키지를 활용하여 짧은 열 경로와 우수한 열 저항을 특징으로 합니다. –55°C ~ 175°C의 작동 접합 온도 범위. AI 서버실의 높은 주변 온도에서도 24/7 연속 최대 부하 작동을 견딜 수 있습니다. 여러 장치를 병렬로 연결하면 우수한 전류 공유 특성을 보여 고전력 서버 전원 공급 장치 확장 설계 요구 사항을 충족합니다. 패키지는 독립적인 구동 소스 측 켈빈 핀을 통합하여 전력 회로와 구동 회로를 분리하여 회로의 기생 인덕턴스를 줄이고 고주파 스위칭 안정성을 더욱 향상시킵니다.

III. IMDQ75R 시리즈의 주요 기술 특성

1. 2세대 CoolSiC™ 트렌치 SiC 공정으로, 이전 세대에 비해 장치의 성능 지수(FOM)가 20%~35% 향상되었습니다. 업계 최고의 품질 계수 R_DS(on)×Q_oss 및 R_DS(on)×Q_fr로 온 상태 및 스위칭 손실의 이중 최적화를 달성합니다.

2. 고신뢰성 기판 설계, 100% 애벌랜치 테스트 및 스크리닝, 게이트 산화물 신뢰성 엄격하게 검증됨. AI 전원 공급 장치의 빈번한 부하 과도 현상 및 GPU의 순간적인 피크 서지로 인한 전압 교란을 처리하기 위해 음의 게이트 허용 오차 범위가 확장되어 장치 고장 위험을 줄입니다.

3. 상단 냉각 Q-DPAK 패키징; .XT 확산 접합 기술은 열 저항을 줄이고 열 방출 효율을 향상시킵니다. SMD 폼 팩터는 전원 공급 장치 보드의 고밀도 레이아웃을 용이하게 하여 AI 서버 전원 공급 장치가 > 100W/in³의 초고전력 밀도 설계를 달성하고 전체 시스템 풋프린트를 줄일 수 있도록 합니다.

4. 우수한 고주파 호환성, 스위칭 손실이 온도에 거의 영향을 받지 않아 PFC 및 LLC 작동 주파수를 크게 증가시킬 수 있습니다. 이는 변압기 및 인덕터와 같은 자기 부품의 크기를 줄여 서버 전원 공급 장치의 재료비와 시스템의 전체 무게를 낮춥니다.

5. 사용자 친화적인 병렬 작동 기능, 독립적인 구동 소스 핀이 병렬 작동 중 전류 불균형을 억제하여 수십 킬로와트에서 작동하는 AI 서버의 고전력 공급 장치 출력 요구 사항을 충족하기 위해 여러 장치를 쉽게 병렬로 연결할 수 있습니다.

IV. 인공지능 서버 애플리케이션을 위한 IMDQ75R 시리즈의 가치

고성능 AI 서버의 GPU 워크로드는 대규모 과도 돌입 전류, 지속적인 높은 부하, 높은 캐비닛 주변 온도 및 연중무휴 작동으로 특징지어집니다. 전통적인 실리콘 기반 MOSFET 및 IGBT는 고주파, 고전력 시나리오에서 높은 손실과 상당한 열 문제로 어려움을 겪어 전원 공급 장치 효율성 및 전력 밀도 개선을 제한합니다.

AI 컴퓨팅 서버의 고밀도 PSU 전원 공급 장치 시스템에 적합하며, AC-DC 프론트 엔드 PFC 변환 단계, 후단 LLC 공진 DC-DC 변환 및 AI 서버의 듀얼 액티브 브리지(DAB) 전력 모듈을 포함합니다.

1. 전력 변환 효율 향상: 매우 낮은 전도 및 스위칭 손실은 서버 전원 공급 장치 자체 내의 열 발생을 줄이고 데이터 센터 냉각 시스템의 전력 소비를 낮추며 PUE 지표를 개선하고 고성능 AI 시나리오에서 연속적인 고전류 출력 요구 사항을 충족합니다.

2. 소형화 및 고전력 밀도 달성: 전원 공급 장치가 더 높은 스위칭 주파수로 작동하도록 하여 변압기 및 인덕터와 같은 수동 부품의 크기를 줄이고 서버 전원 공급 장치가 더 높은 전력 밀도 및 더 작은 폼 팩터로 발전하도록 합니다.

3. 향상된 장기 시스템 신뢰성: 100% 애벌랜치 테스트, 기생 전도에 대한 강력한 내성 및 넓은 접합 온도 범위에서 작동하는 능력으로 인해 모듈은 AI 서버 부하의 심각한 변동과 대규모 과도 돌입 전류를 처리할 수 있어 전원 공급 장치 고장 위험을 줄이고 컴퓨팅 워크로드의 지속적이고 안정적인 작동을 보장합니다.

4. 단순화된 하드웨어 개발: 통합 다이오드는 우수한 역회복 특성과 드라이버 친화적인 설계를 제공하여 성숙한 SiC 게이트 드라이버 칩과의 호환성을 보장하고 서버 전원 공급 장치 프로젝트의 개발 주기를 단축합니다.

V. IMDQ75R 시리즈의 일반적인 애플리케이션 시나리오

인공지능 / AI 컴퓨팅 서버 스위칭 전원 공급 장치(PSU)

데이터 센터 고전압 직류 중간 버스 컨버터(IBC)

토템폴 PFC 및 LLC 공진 전력 변환 토폴로지

고급 통신 전원 공급 장치 및 무정전 전원 공급 장치(UPS)

산업용 고전력 SMPS 스위칭 전원 공급 장치 시스템

VI. Infineon IMDQ75R 시리즈 제품:

IMDQ75R011M2H

IMDQ75R020M2H

IMDQ75R033M2H

IMDQ75R040M2H

IMDQ75R050M2H