Průlom v návrhu napájecích zdrojů pro 1U servery s umělou inteligencí: Jak dosáhnout miniaturizace bez selhání?

 

Vzhledem k neustále rostoucí poptávce po výpočetním výkonu pro umělou inteligenci čelí návrh napájecích zdrojů pro servery nebývalým výzvám. U návrhů napájecích zdrojů pro servery s výškou 1U je pro inženýry naléhavým problémem dosažení vysoké hustoty výkonu, vysoké stability zátěže a miniaturizace v omezeném prostoru.

Návrh napájecího zdroje 1U: Kondenzátory se stávají hlavním limitujícím faktorem miniaturizace

V napájecích zdrojích s vysokou hustotou výkonu pro 1U servery s umělou inteligencí patří kondenzátory často k nejobtížněji komprimovatelným komponentům. I přes neustálé zlepšování spínací frekvence a účinnosti nových napájecích zařízení, jako je GaN, velikost a prostor pro odvod tepla serverů nedrží krok.

V tomto provedení nejsou kondenzátory pouze podpůrnými komponenty, ale spíše klíčovým faktorem přímo určujícím úspěch řešení napájení.

1. Výzvy miniaturizace kondenzátorů

V praktických projektech napájení serverů s umělou inteligencí se inženýři obvykle potýkají s následujícími výzvami:

• Zvýšená hustota výkonu

• Zmenšení velikosti výkonového modulu o více než 50 %

• Stabilní provoz při dlouhodobě vysokých teplotách, provoz v prostředí s teplotou 105 ℃

• Vysoká odolnost proti zvlnění proudu, dlouhodobý provoz s vysokým zatížením

• Říditelný pokles kapacity, udržující stabilitu systému

Za těchto požadavků má zmenšení velikosti kondenzátorů přímý dopad na konstrukci celého systému. Menší objemy kondenzátorů znamenají, že kapacita a odolnost proti zvlnění proudu nemusí současně splňovat požadavky, což představuje významnou konstrukční výzvu.

2. Výhody GaN napájecích zdrojů a zvýšené požadavky na kondenzátory

Se zavedením technologie GaN (nitrid galia) se zlepšily spínací frekvence, účinnost a velikost napájecích zdrojů, ale to také klade vyšší nároky na výkon kondenzátorů.

U GaN napájecích zdrojů potřebují kondenzátory nejen vyšší hustotu kapacity, ale také musí odolávat většímu zvlnění proudu a mít delší životnost, aby byla zajištěna stabilita systému.

Kondenzátory řady YMIN IDC3

Řešení klíčových problémů v oblasti napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu

Aby se společnost YMIN Electronics s těmito výzvami vypořádala, uvedla na trh řadu tekutých hliníkových elektrolytických kondenzátorů IDC3, speciálně navržených pro napájecí zdroje GaN pro servery s umělou inteligencí. Hlavními výhodami těchto kondenzátorů jsou vysoká hustota kapacity a vysoká únosnost zvlněného proudu, což umožňuje stabilní provoz v náročných podmínkách s vysokou teplotou a vysokým zatížením, což z nich činí „klíčovou součást“ v návrzích napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu.

Informace o produktu

Řada: IDC3

Specifikace: 450V / 1400μF

Rozměry: 30 × 70 mm

Struktura: Elektrolytický kondenzátor z tekutého hliníku ve tvaru rohu

1. „Základní schopnost“ miniaturizace kondenzátorů – 70% zvýšení hustoty kapacity

Zvýšená hustota kapacity kondenzátorů řady IDC3 nám umožňuje dosáhnout vyšší kapacity a únosnosti zvlnění proudu bez zvětšení velikosti. Ve srovnání s podobnými japonskými produkty nabízí řada IDC3 zvýšení hustoty kapacity o 70,7 %, z 13,64 μF/cm³ na 23,29 μF/cm³. To umožňuje 55% zmenšení velikosti výkonového modulu bez kompromisů ve stabilitě výkonu.

2. Stabilita při dlouhodobém provozu s vysokým zatížením: Zvlnění proudu a životnost při vysokých teplotách

V prostředí s vysokým zatížením a vysokými teplotami je stabilita kondenzátorů klíčová. Kondenzátory řady IDC3 odolávají vysokému zvlnění proudu (19 A), což efektivně snižuje počet paralelních kondenzátorů, optimalizuje uspořádání napájecího zdroje a snižuje riziko lokálního zahřívání.

Navíc při provozní teplotě 105 °C má IDC3 životnost přesahující 3000 hodin s degradací kapacity kontrolovanou do 8 %, což zajišťuje stabilní výkon zdroje napájení během dlouhodobého provozu.

3. Výhody na úrovni systému: Více než jen optimalizace kondenzátorů

V řešení napájení serverů Navitas GaN AI přináší zavedení kondenzátorů řady IDC3 několik vylepšení: zvýšení energetické účinnosti o 1 % až 2 %, snížení nárůstu teploty systému přibližně o 10 °C a výrazné zmenšení velikosti napájecího modulu.

Tyto optimalizace v konečném důsledku vedou ke stabilitě a dlouhodobé spolehlivosti celého serverového systému, což plně demonstruje klíčovou roli kondenzátorů v návrhu napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu.

Závěr: Klíčová role kondenzátorů v návrhu napájecích zdrojů pro 1U servery s umělou inteligencí

V konstrukci 1U napájecích zdrojů pro AI servery, které zahrnují jak vysokou hustotu výkonu, tak i vysoké zatížení, nejsou kondenzátory pouhými součástmi, ale spíše kritickým prvkem určujícím dlouhodobý stabilní provoz napájecího zdroje.

Kondenzátory řady YMIN IDC3 se díky své vynikající hustotě kapacity, nosnosti zvlněného proudu a stabilitě při vysokých teplotách staly důležitým přispěvatelem do návrhu napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí.


Čas zveřejnění: 13. ledna 2026