擴展AI基礎設施：ISOP電源架構在800 VDC生態系中的關鍵角色

快速成長的AI工作負載正讓現代資料中心的電力需求發生劇烈變化，隨著NVIDIA Vera Rubin等 GPU 平台逐步將機櫃功率從200kW推升至接近1MW，傳統48V匯流排配電方式因龐大的導通損耗，無論在實體設計或成本上都逐漸變得不切實際。在電力送達伺服器板卡之前，48V匯流排上的電流甚至可能超過 4,000A。

為因應持續攀升的電流需求，產業正逐步轉向800VDC配電架構。這種方式可將高壓直流電直接送至伺服器板卡，在大幅提高供電能力的同時，降低銅材需求並提升整體效率。

新一代800V生態系面臨的一大挑戰，是如何在不增加額外800V轉48V轉換級的情況下，將高壓直流電有效轉換成AI處理器之負載點（POL）電壓調節器所需的12.5V 或6V 中間匯流排電壓。傳統單級拓撲若要實現如此高的降壓比，往往會導致變壓器設計複雜化，並限制轉換效率。

然而若要以單級架構將800V轉換為12.5V或6V，還有另一種模組化方法，也就是輸入串聯、輸出並聯（Input-Series Output-Parallel，ISOP）架構。憑藉多項優勢，ISOP已逐漸成為滿足下一代AI工廠在效率、散熱與功率密度等嚴苛要求的重要架構。

本文將介紹ISOP架構的結構、運作方式與優勢，尤其著重於如何在多千瓦（multikilowatt）等級的模組中採用氮化鎵（GaN）功率元件實現此架構。並將以宜普電源轉換公司（EPC）的ISOP轉換器參考設計與評估板為例，展示此類轉換器在輸出12.5V或6V時的效能表現，同時說明ISOP 在簡化磁性元件設計與熱管理方面的優勢。

什麼是ISOP轉換器？如何運作？

ISOP是一種模組化架構，採用多個相同的隔離式DC-DC轉換器模組，通常以LLC諧振拓撲為基礎。在此架構中，各模組的輸入端採串聯連接，而輸出端則採並聯。透過這種方式，可以同時擴展輸入電壓與輸出電流。若系統包含M個模組，每個模組僅需承受總輸入電壓的一部分（V_IN/M），並處理總輸出功率的一部分（P_OUT/M）。