
本地大模型、AI Agent等应用不断向端侧延伸,各类经过量化的模型已可以部署在家用电脑上,AI算力盒子、桌面AI工作站等小型高算力设备也因此受到越来越多关注。
这类设备需要为高性能处理器、大容量内存以及高速存储等硬件持续供电,同时又要控制整机体积和散热,对电源的功率、效率以及功率密度提出了更高要求。
从目前市场上的产品形态来看,部分AI设备的供电功率已经进入240W甚至更高水平,高功率、小体积电源正在成为AI算力盒子的重要配套环节。

针对这类高功率应用,东科半导体推出了一款PFC+AHB架构PD3.1 240W单C氮化镓快充方案。
该方案支持90-264Vac宽电压输入,USB-C单口最高支持48V5A输出,功率达到240W,在满足高功率供电需求的同时,也兼顾转换效率和整机小型化,可用于AI算力盒子、笔记本适配器以及其他高功率电源产品。
PFC+AHB架构,240W功率压进紧凑板型

这套240W方案采用PFC+不对称半桥AHB两级功率架构,AC-DC核心功率部分基本采用东科半导体全套芯片方案。

前级由DK3603AG PFC控制器搭配两颗DK130G70氮化镓功率器件完成PFC升压和功率因数校正,为后级提供稳定的高压直流母线。其中DK130G70内部集成GaN专用驱动,并合封700V氮化镓功率管,适合高频PFC应用。

后级则采用DK8526 AHB芯片完成高频隔离变换。这颗芯片将AHB控制、半桥驱动以及两颗氮化镓功率管集成在单一封装内,可利用软开关降低功率器件开关损耗,同时减少外围器件数量和PCB占用面积。

次级搭配DK3708A同步整流控制器及外置MOSFET,进一步降低大功率输出时的整流损耗。
从PFC升压、AHB隔离变换到同步整流,四颗东科芯片覆盖了整套方案主要的AC-DC功率转换环节,在提高集成度的同时,也为缩小电源体积提供了基础。
峰值效率95.88%,兼顾高功率与散热
对于AI算力盒子而言,电源并非只需要提供足够的功率。高负载运行往往意味着设备需要长时间维持较大的功率输出,电源自身效率越高,产生的损耗和热量也越容易控制。

东科这套方案最高输出达到48V5A、240W,样机峰值效率达到95.88%,功率密度达到1.46W/cm³。在48V5A满载状态下,230Vac输入效率达到95.52%,264Vac输入进一步达到95.88%。

与此同时,样机还进行了传导及辐射骚扰测试,测试曲线均保持在对应限值以内。
对于240W级高频GaN电源而言,较高的转换效率配合紧凑板型设计,有助于减少电源自身发热和散热空间占用,更适合AI算力盒子这类对体积和持续供电能力都有要求的设备。
不止快充,瞄准AI算力盒子等高功率设备
虽然这套方案采用USB-C接口并支持PD3.1 240W输出,但其应用方向并不仅限于传统快充适配器。
当前一批本地AI设备正在向小型化方向发展,高性能AI SoC、APU以及大容量统一内存被集成到尺寸更紧凑的机身中,设备供电也随之进入更高功率区间。部分桌面AI设备已经采用240W级外置电源,还有边缘AI主机将整机电源提升至300W级。
在这样的产品形态下,东科240W GaN方案在功率、体积和效率上的特点,与AI算力盒子的供电需求有较高契合度。通过调整输出接口、协议以及结构设计,还可以进一步扩展到笔记本适配器、迷你工作站、通信设备及其他高密度电源应用。
充电头网总结
AI算力不断向桌面和端侧下沉,也让高功率、小体积电源有了新的应用空间。对于AI算力盒子这类设备而言,如何在有限空间内提供稳定的200W以上供电,同时控制转换损耗和发热,已经成为电源设计需要解决的问题之一。
东科这套240W方案采用PFC+AHB架构,并将GaN功率器件和同步整流引入主要功率转换环节,在实现48V5A输出的同时,峰值效率达到95.88%,为AI算力盒子以及其他紧凑型高功率设备提供了一种新的电源实现思路。
目前充电头网已经拿到这套240W方案的完整样机,后续还将从电路架构、核心芯片、实测性能等方面带来更加详细的方案解析,敬请关注。
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