Ukryci bohaterowie mocy obliczeniowej sztucznej inteligencji: jak produkowane w kraju kondensatory wysokiego napięcia (Φ30×70 mm, 450 V/1400 µF, 105°C/3000 H) rozwiązują trzy główne wyzwania w dziedzinie zasilania serwerów

Wraz z gwałtownym wzrostem mocy obliczeniowej AI, centra danych zmagają się z bezprecedensową presją na modernizację. Jako „serce mocy” serwerów AI, projektowanie zasilaczy AC-DC front-end stoi przed bezprecedensowymi wyzwaniami: jak osiągnąć wyższą gęstość mocy, dłuższą żywotność i większą niezawodność w ograniczonej przestrzeni? To nie tylko kwestia techniczna, ale również kluczowa dla zapewnienia ciągłej i stabilnej wydajności mocy obliczeniowej AI.

YMIN Electronics, wiodący krajowy dostawca rozwiązań w zakresie kondensatorów, posiadający wieloletnie doświadczenie w dziedzinie kondensatorów wysokonapięciowych, wprowadził na rynek serię IDC3 wysokonapięciowych, zatrzaskowych, aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, mających na celu zaspokojenie specyficznych potrzeb zasilaczy serwerów AI i zapewnienie innowacyjnego rozwiązania technicznego rozwiązującego problemy branżowe.

Warunki pracy

• Lokalizacja: Kondensator magazynujący energię/filtrujący za przednim modułem PFC (korekcja współczynnika mocy) prądu przemiennego i stałego (szyna DC) (typowe rozwiązanie)

• Moc: 4,5 kW–12 kW+; Współczynnik kształtu: zasilacz serwera do montażu w szafie 1U/główny zasilacz centrum danych

• Częstotliwość: Wraz ze wzrostem zastosowania GaN (azotku galu)/SiC (węglika krzemu) częstotliwość przełączania mieści się zazwyczaj w zakresie od kilkudziesięciu kHz do kilkuset kHz (w zależności od projektu; w tym artykule podano specyfikację, np. 120 kHz).

• Eksploatacja i ciepło: Centra danych zazwyczaj działają 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu; zasilacz charakteryzuje się wysoką gęstością ciepła wewnętrznego, co wymaga uwagi w zakresie temperatury obudowy kondensatora/obniżania parametrów znamionowych w czasie jego żywotności (typowe warunki pracy w wysokiej temperaturze)

Trzy główne wyzwania: ujawnienie dylematu kondensatorów wysokonapięciowych w projektowaniu zasilaczy serwerów AI

Podczas projektowania sekcji AC-DC zasilaczy serwerów AI i głównych zasilaczy centrów danych inżynierowie stają zazwyczaj przed trzema głównymi wyzwaniami:

① Sprzeczność między przestrzenią a pojemnością: W ograniczonej przestrzeni serwera 1U montowanego w szafie rack, tradycyjne kondensatory tubowe o standardowych rozmiarach często borykają się z problemem ograniczonego rozmiaru. Osiągnięcie wystarczającej pojemności magazynowania energii przy ograniczonej wysokości to kluczowe wyzwanie, które należy pokonać podczas projektowania zasilaczy o dużej gęstości mocy.

② Wyzwania związane z żywotnością w środowiskach o wysokiej temperaturze: Środowiska serwerowni AI charakteryzują się zazwyczaj wysoką temperaturą, co wywiera ogromną presję na zarządzanie temperaturą zasilacza. Wydajność kondensatora 450 V/1400 μF w warunkach wysokiej temperatury 105°C i jego żywotności bezpośrednio wpływa na długoterminową niezawodność systemu.

③ Wymagania dotyczące wydajności w kontekście wyższej częstotliwości: Wraz z upowszechnieniem się nowych urządzeń energetycznych, takich jak GaN/SiC, częstotliwości przełączania zasilania stale rosną, co stawia wyższe wymagania dotyczące ESR i możliwości pomiaru prądu tętniącego kondensatorów, aby uniknąć ryzyka przestoju systemu.

YMIN IDC3

Nowe zdefiniowanie granic wydajności kondensatorów wysokonapięciowych dzięki technologii

Aby sprostać wyżej wymienionym wyzwaniom, seria YMIN IDC3 osiągnęła kompleksowy przełom w trzech wymiarach: materiałów, struktury i procesu:

1. Rewolucja gęstości: 70% wzrost pojemności w zakresie Φ30×70 mm

Dzięki zastosowaniu kompaktowego, tubowego kondensatora o wymiarach Φ30×70 mm, osiągnięto wysoką pojemność 450 V/1400 μF, mieszcząc się w typowych ograniczeniach wysokości standardowego zasilacza serwerowego 1U. W porównaniu z tradycyjnymi produktami o tym samym rozmiarze, pojemność wzrosła o ponad 70% (w porównaniu z typowym zakresem pojemności powszechnie stosowanych w branży kondensatorów cieczowych tubowych o wymiarach Φ30×70 mm i napięciu 450 V), skutecznie rozwiązując konflikt między wysoką gęstością pojemności a zajmowaną przestrzenią.

2. Przełom w żywotności: wytrzymałość przetestowana w temperaturze 105°C

Dzięki zoptymalizowanej formule elektrolitu i strukturze folii anodowej, seria IDC3 charakteryzuje się doskonałą żywotnością pod obciążeniem w trudnych warunkach do 105°C. Taka konstrukcja pozwala kondensatorom zachować długotrwałą stabilność w środowisku o wysokiej temperaturze panującej w centrach danych, co stanowi odpowiedź na branżowe wyzwanie związane z krótką żywotnością spowodowaną wysokimi temperaturami.

3. Adaptowalność w zakresie wysokich częstotliwości: Dostosowane do ery GaN/SiC

Dzięki konstrukcji o niskim współczynniku ESR, układ wytrzymuje wyższy prąd tętnień przy częstotliwości 120 kHz. Ta cecha pozwala serii IDC3 lepiej dostosować się do topologii przełączania o wysokiej częstotliwości opartych na GaN (azotku galu)/SiC (węgliku krzemu) (zgodnie ze specyfikacjami w kartach katalogowych), co zapewnia silne wsparcie dla poprawy sprawności zasilaczy o dużej gęstości mocy. W przeciwieństwie do tradycyjnego doboru kondensatorów magistrali, który koncentruje się głównie na tętnieniach o niskiej częstotliwości, zasilacze o dużej gęstości mocy dla platform GaN/SiC wymagają jednoczesnej weryfikacji ESR i możliwości w zakresie prądu tętnień o wysokiej częstotliwości zgodnie ze specyfikacjami w kartach katalogowych.

Uwaga: Kluczowe parametry w tym artykule pochodzą zSeria YMIN IDC3karta danych/raport z testów; o ile nie określono inaczej, ESR/prąd tętniący opisane są zgodnie ze specyfikacjami karty danych (np. 120 kHz), a obowiązująca jest najnowsza wersja karty danych.

Współpraca w zakresie innowacji: weryfikacja niezawodności i wydajności od 4,5 kW do 12 kW

YMIN utrzymuje głęboką współpracę techniczną z wiodącymi w branży producentami półprzewodników mocy GaN, takimi jak Navitas (według informacji publicznych). W projektach zasilania serwerów AI o mocy od 4,5 kW do 12 kW, a nawet wyższych, wysokonapięciowe, aluminiowe kondensatory elektrolityczne typu snap-on z serii IDC3 wykazały się wyjątkową wydajnością.

Ten model współpracy rozwojowej nie tylko weryfikuje niezawodność produktu, ale także zapewnia solidne podstawy techniczne do ciągłego rozwoju zasilaczy do serwerów AI. Seria IDC3 firmy YMIN stała się preferowanym rozwiązaniem w kilku projektach serwerów AI klasy high-end (według informacji publicznych), oferując wydajność porównywalną z wiodącymi markami międzynarodowymi.

Więcej niż tylko produkty: w jaki sposób YMIN zapewnia rozwiązania systemowe dla serwerów AI

W dobie gwałtownego wzrostu mocy obliczeniowej sztucznej inteligencji (AI), niezawodność systemów zasilania ma kluczowe znaczenie. Firma YMIN Electronics doskonale rozumie rygorystyczne wymagania dotyczące projektowania zasilaczy do serwerów AI i oferuje branży kompletne rozwiązanie, które łączy wysoką gęstość mocy, długą żywotność i wysoką niezawodność dzięki serii IDC3.

Poniżej przedstawiono typowy przykład doboru wysokonapięciowych aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych typu snap-on z serii IDC3, stosowanych w zasilaczach serwerów AI. Ułatwia on szybkie dopasowanie wymagań systemowych:

Tabela 1: Wysokonapięciowe kondensatory cieczowe zatrzaskowe serii IDC3 – zalecenia dotyczące wyboru

Innowacje nigdy się nie kończą: YMIN nadal zapewnia stabilne zasilanie dla infrastruktury AI

W dobie potęgi obliczeniowej stabilne zasilanie jest podstawą. YMIN Electronics, z wysokonapięciowymi, ciekłymi, zatrzaskowymi, aluminiowymi kondensatorami elektrolitycznymi serii IDC3, stale zapewnia niezawodne wsparcie kondensatorów dla infrastruktury obliczeniowej AI. Dostarczamy nie tylko produkty, ale także rozwiązania systemowe oparte na dogłębnej wiedzy technologicznej.

Jeśli projektujesz zasilacze serwerowe AI nowej generacji, YMIN jest gotowy pomóc Ci przełamać granice projektowania dzięki innowacjom technologicznym i wspólnie z nami wykorzystać falę mocy obliczeniowej.

Sekcja pytań i odpowiedzi

P: W jaki sposób kondensatory wysokonapięciowe serii IDC3 firmy YMIN rozwiązują problemy związane z zasilaniem serwerów AI?

A: Wysokonapięciowe aluminiowe kondensatory elektrolityczne typu snap-on z serii YMIN IDC3 oferują rozwiązania w trzech wymiarach:

① Konstrukcja o dużej gęstości – osiągnięcie wysokiej pojemności 450 V/1400 μF przy wymiarach Φ30×70 mm, co zwiększa pojemność o ponad 70% w porównaniu do produktów o tym samym rozmiarze, rozwiązując konflikt między przestrzenią a pojemnością;

② Długa żywotność w wysokiej temperaturze – Zoptymalizowana struktura elektrolitu i anody zapewnia żywotność 3000 godzin przy obciążeniu 105℃, co poprawia długoterminową niezawodność systemu;

③ Kompatybilność z wysoką częstotliwością – zastosowanie konstrukcji o niskim współczynniku ESR, obsługa pracy z wysoką częstotliwością 120 kHz, przy maksymalnym prądzie tętnień pojedynczego ogniwa wynoszącym około 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF około 2,75 A, patrz tabela wyboru na końcu), kompatybilność z topologiami GaN/SiC o wysokiej częstotliwości, co ułatwia projektowanie zasilaczy o dużej gęstości mocy.

Podsumowanie na końcu dokumentu

Zastosowalne scenariusze: konstrukcja front-end zasilacza serwera AI AC-DC, główny system zasilania centrum danych, zasilacz serwera o dużej gęstości 1U do montażu w szafie, zasilacz impulsowy o wysokiej częstotliwości na bazie GaN/SiC, zasilacz obliczeniowy AI o dużej gęstości mocy (4,5 kW–12 kW+)

Główne zalety:

① Wymiar: Gęstość przestrzenna. Opis: Osiąga 450 V/1400 μF przy wymiarach Φ30×70 mm, przy wzroście pojemności o ponad 70% w porównaniu do podobnych rozmiarów, dostosowując się do ograniczeń wysokości serwera 1U.

② Wymiar: Żywotność w wysokiej temperaturze. Opis: Ponad 3000 godzin żywotności przy obciążeniu 105℃, nadaje się do środowisk pracy o wysokiej temperaturze w centrach danych.

③ Wymiar: Wydajność wysokoczęstotliwościowa. Opis: Konstrukcja o niskim ESR, wytrzymuje wyższy prąd tętnień przy wysokiej częstotliwości 120 kHz, kompatybilna z topologiami wysokoczęstotliwościowymi GaN/SiC.

④ Wymiar: Weryfikacja systemu, Opis: Współpraca z producentami takimi jak Navitas, nadaje się do projektów zasilania serwerów AI o mocy od 4,5 kW do 12 kW+.

Polecane modele

Trzyetapowa metoda selekcji:

Krok 1: Wybierz wartość napięcia wytrzymywanego na podstawie napięcia magistrali i uwzględnij margines obniżenia (np. 450–500 V).

Krok 2: Wybierz specyfikację okresu eksploatacji na podstawie temperatury otoczenia i projektu termicznego (np. 105℃/3000h) i oceń wzrost temperatury.

Krok 3: Dopasuj wymiary do ograniczeń wysokości/średnicy przestrzeni (np. Φ30×70 mm) i zweryfikuj specyfikację prądu tętnień i ESR.