Mit der Serienproduktion von OptiMOS 7 40 V stellt Infineon MOSFETs für Gleichspannungsversorgungen bereit. Die Bauelemente sind für 40-Volt-Anwendungen ausgelegt und unterstützen hochfrequente DC-DC-Wandlung in datenintensiven Systemen. Ihr Einsatzgebiet umfasst KI-Server, Rechenzentren und Anlagen der Telekommunikation, wo Platzangebot, Wirkungsgrad und Wärmeabführung die Konstruktion bestimmen. Neben Wandlern 48-Volt-Infrastrukturen eignen sich die Komponenten für Stufen in 800-Volt-DC-Architekturen. Je nach Topologie können sie mit mehr als 1 MHz arbeiten und die Auslegung Hochleistungsnetzteile verbessern.
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Portfolio schafft Skalierbarkeit für Niederspannungswandler in modernen Rechenzentrumsservern
Im Fokus des Portfolios stehen Wandlerstufen, die elektrische Energie mit hoher Frequenz zwischen verschiedenen Gleichspannungsebenen übertragen. Die Bauelemente sind vor allem für die sekundäre Niederspannungsseite eines Intermediate Bus Converters vorgesehen. Dort können sie sowohl in aufkommenden 800-V-DC-Systemen als auch in aktuellen 48-V-Stromversorgungen eingesetzt werden. Diese doppelte Ausrichtung schafft Kontinuität bei der Entwicklung von Servernetzteilen. Ein Entwickler kann vorhandene Konzepte weiterverwenden, neue Architekturen bewerten und die Versorgungstechnik an steigende Leistungsanforderungen anpassen.
Abgestimmtes MOSFET-Design senkt Verluste und erhöht spürbar Server-Leistungsdichte nachhaltig
Infineon richtet die Eigenschaften seiner OptiMOS-7-40-V-MOSFETs auf Anwendungen aus, in denen hohe Ströme und schnelle Schaltvorgänge zusammentreffen. Dazu werden RDS(on), Qoss und Qg nicht isoliert, sondern als miteinander verknüpfte Größen optimiert. Die daraus resultierende Verringerung von Leit- und Schaltverlusten kann die erforderliche Kühlung reduzieren und die Energieeffizienz verbessern. Richard Kuncic verweist darauf, dass dies insbesondere bei KI-Servern relevant ist, weil deren Stromversorgungen auf engem Raum eine hohe Umwandlungsleistung bereitstellen müssen.
Verbesserte Gütezahlen unterstützen effiziente Wandler mit höheren Schaltfrequenzen künftig
Als Referenz für die Generationenverbesserung nennt Infineon den MOSFET IQE010N04LM7CGSC mit Source-Down-Design. Gegenüber dem Vorgängertyp IQE013N04LM6CGSC auf Basis von OptiMOS 6 bietet das Bauelement bei 4,5 V Gate-Source-Spannung bis zu 33 Prozent weniger RDS(on). Die für das Schaltverhalten Gütezahlen zu Qoss und Qg sind jeweils um bis zu 35 Prozent verbessert. Ein niedrigerer Widerstand mindert die Verlustleistung, während günstigere Ladungskennwerte die Schaltverluste verringern. Das begünstigt effiziente, hochfrequente und kompakte Stromversorgungen.
GaN-kompatible Gate-Treiber unterstützen MOSFETs bei Schaltfrequenzen über 1 MHz
Bei einer Gate-Source-Ansteuerung von 5 V entfalten die MOSFETs vorgesehene Kennwerte. Diese Auslegung erleichtert die Verwendung von Gate-Treibern, die ebenfalls GaN-Bauelemente unterstützen und in schnellen Leistungsstufen etabliert sind. Die thermische Belastbarkeit reicht bis zu einer Sperrschichttemperatur von 175 °C. Für hohe Taktung ist entscheidend, dass eine Topologie geeignete Schaltbedingungen bietet. Unter diesen Voraussetzungen kann das Portfolio Frequenzen von über 1 MHz unterstützen und damit die Auslegung kleiner DC-DC-Wandler fördern.
Infineon integriert ein zentrales Gate in 3,3-Millimeter-PQFN-Gehäuse für MOSFETs
Für kompakte Wandlerstufen stellt Infineon die Typen IQE010N04LM7CG und IQE010N04LM7CGSC mit abgestimmter Gehäusetechnik bereit. Beide Produkte sind in einem 3,3 mm mal 3,3 mm messenden PQFN-Gehäuse untergebracht. Das Gate liegt zentral, wodurch sich die Ansteuerung auf kurzen Wegen anbinden lässt. Die Source-Down-Konfiguration ergänzt dieses Konzept für platzkritische Aufbauten. Anwender können zwischen einer Overmold-Variante und einer Version mit doppelseitiger Kühlung wählen. Bei 10 V beträgt der maximale RDS(on) jeweils 1,0 m?.
Neue 5-mal-6-Millimeter-Gehäuse verbessern Kühlung und Verlustoptimierung deutlich
Bei den Typen ISCH65N04LM7SC, ISCH69N04LM7SC und ISC011N04LM7SC setzt Infineon auf ein 5 mm × 6 mm großes PQFN mit Drain-Down-Kontaktierung. Das Gehäusekonzept unterstützt die Wärmeabfuhr über beide Seiten und eröffnet Spielraum für anspruchsvolle thermische Designs. Die jeweiligen maximalen RDS(on)-Werte betragen 0,65 m?, 0,69 m? und 1,1 m? bei 10 V Gate-Source-Spannung. Für Entwickler ergibt sich daraus eine Auswahl, um Verluste, Strombelastung, Kühlkörperanbindung und Flächenbedarf in DC-DC-Wandlern ausgewogen abzustimmen, auch bei hoher Taktfrequenz und Last.
Verfügbare MOSFETs erhalten Application Note für Topologie- und Effizienzvergleiche
Infineon bietet das schaltoptimierte OptiMOS-7-Portfolio für 40-V-Anwendungen als Serienprodukt an. Parallel dazu steht eine Application Note bereit, welche die technische Bewertung der MOSFETs unterstützt. Neben anschaulichen Einsatzbeispielen enthält sie umfangreiche Leistungsvergleiche. Diese Daten ermöglichen Entwicklern, die Eignung für bestimmte Intermediate-Bus-Converter zu prüfen und die elektrische Auslegung fundiert vorzunehmen. Ebenso können thermische Randbedingungen, Kühlmöglichkeiten und angestrebte Schaltfrequenzen in die Entscheidung einfließen. Auf diese Weise wird die Komponentenauswahl für anspruchsvolle Stromversorgungsdesigns transparenter.
Die OptiMOS-7-40-Volt-Familie erweitert die Möglichkeiten für verlustarme Niederspannungswandler in anspruchsvollen IT-Stromversorgungen. Durch die Optimierung von RDS(on), Qoss und Qg sinken die für den Betrieb relevanten Leitungs- und Schaltverluste. Gleichzeitig erlauben kleine PQFN-Gehäuse mit unterschiedlichen Kontakt- und Kühlanordnungen eine kompakte Realisierung. Die Komponenten bilden eine Brücke zwischen etablierten 48-Volt-Verteilungen und den geplanten 800-Volt-Gleichstromarchitekturen. Damit können Entwickler die Leistungsfähigkeit von Intermediate-Bus-Convertern steigern, die thermische Auslegung verbessern, Schaltfrequenzen über einem Megahertz wirtschaftlich nutzen.
