Skrytí hrdinové za výpočetní silou umělé inteligence: Jak tuzemské vysokonapěťové kondenzátory (Φ30×70 mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) řeší tři hlavní výzvy v oblasti napájecích zdrojů serverů

Vzhledem k explozivnímu růstu výpočetního výkonu umělé inteligence čelí datová centra nebývalému tlaku na modernizaci. Jako „srdce“ serverů s umělou inteligencí čelí návrh napájecích zdrojů AC-DC předních panelů nebývalým výzvám: jak dosáhnout vyšší hustoty výkonu, delší životnosti a větší spolehlivosti v omezeném prostoru? To není jen technický problém, ale také klíčový pro zajištění nepřetržitého a stabilního výkonu výpočetního výkonu umělé inteligence.

Společnost YMIN Electronics, přední domácí poskytovatel kondenzátorových řešení s dlouholetými zkušenostmi v oblasti vysokonapěťových kondenzátorů, uvedla na trh řadu vysokonapěťových kapalných hliníkových elektrolytických kondenzátorů IDC3, které řeší specifické potřeby napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí a poskytují inovativní technické řešení pro řešení problematických bodů v oboru.

Provozní podmínky

• Umístění: Úložiště energie/filtrační kondenzátor za AC-DC vstupním PFC (korekce účiníku) DC-Link (DC sběrnice) (typické řešení)

• Výkon: 4,5 kW–12 kW+; Provedení: 1U rackový napájecí zdroj pro server/hlavní napájecí zdroj pro datová centra

• Frekvence: S rostoucím používáním GaN (nitrid galia)/SiC (karbid křemíku) se spínací frekvence běžně pohybuje v rozmezí desítek kHz až stovek kHz (v závislosti na projektu; tento článek uvádí specifikaci například 120 kHz)

• Provoz a teplo: Datová centra běžně fungují 24 hodin denně, 7 dní v týdnu; napájecí zdroj má vysokou vnitřní hustotu tepla, což vyžaduje pozornost ke snížení teploty pouzdra kondenzátoru/životnosti (typické provozní podmínky za vysokých teplot)

Tři hlavní výzvy: Odhalení dilematu vysokonapěťových kondenzátorů v návrhu napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí

Při návrhu AC-DC sekcí napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí a hlavních napájecích zdrojů pro datová centra se inženýři obecně potýkají se třemi hlavními výzvami:

① Rozpor mezi prostorem a kapacitou: V omezeném prostoru 1U rackového serveru čelí tradiční standardní trychtýřové kondenzátory často dilematu omezené velikosti. Dosažení dostatečné kapacity pro ukládání energie v omezené výšce je klíčovou výzvou, kterou je třeba překonat při navrhování napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu.

② Problémy s životností ve vysokoteplotním prostředí: Prostředí serveroven s umělou inteligencí je obecně prostředí s vysokými teplotami, což klade obrovský tlak na tepelný management napájecího zdroje. Výkon kondenzátoru 450 V/1400 μF při vysoké teplotě 105 ℃ přímo ovlivňuje dlouhodobou spolehlivost systému.

③ Požadavky na výkon v rámci trendu vyšší frekvence: S rozšířeným zaváděním nových výkonových součástek, jako jsou GaN/SiC, se frekvence spínání napájecích zdrojů neustále zvyšují, což klade vyšší nároky na ESR a zvlnění proudu kondenzátorů, aby se zabránilo riziku výpadku systému.

YMIN IDC3

Nová definice výkonnostních hranic vysokonapěťových kondenzátorů pomocí technologie

Aby se vypořádala s výše uvedenými výzvami, dosáhla řada YMIN IDC3 komplexních průlomů ve třech rozměrech: materiály, struktura a proces:

1. Revoluce hustoty: 70% nárůst kapacity v rámci Φ30×70 mm

Použitím kompaktního pouzdra kondenzátorů ve tvaru rohu o rozměrech Φ30×70 mm je dosaženo vysoké kapacity 450 V/1400 μF v rámci typických výškových omezení standardního 1U serverového napájecího zdroje. Ve srovnání s tradičními produkty stejné velikosti je kapacita zvýšena o více než 70 % (v porovnání s typickým rozsahem kapacity běžně používaných kapalinových kondenzátorů ve tvaru rohu o rozměrech Φ30×70 mm a napětím 450 V v průmyslu), což efektivně řeší rozpor mezi vysokou hustotou kapacity a prostorem.

2. Průlom v životnosti: Trvanlivost testována při 105 ℃

Díky optimalizovanému složení elektrolytu a struktuře anodové fólie vykazuje řada IDC3 vynikající životnost při zatížení i v náročných podmínkách až do 105 °C. Tato konstrukce umožňuje kondenzátorům udržovat si dlouhodobou stabilitu ve vysokoteplotním prostředí datových center, což snadno řeší problém krátké životnosti v průmyslu v důsledku vysokých teplot.

3. Adaptabilita na vysoké frekvence: Na míru šité pro éru GaN/SiC

Díky konstrukci s nízkým ESR dokáže odolat vyššímu zvlnění proudu při 120 kHz. Tato vlastnost umožňuje řadě IDC3 lépe se přizpůsobit vysokofrekvenčním spínacím topologiím založeným na GaN (nitrid galia)/SiC (karbid křemíku) (dle specifikací v datovém listu), což poskytuje silnou podporu pro zlepšení účinnosti napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu. Na rozdíl od tradičního výběru sběrnicových kondenzátorů, který se primárně zaměřuje na nízkofrekvenční zvlnění, napájecí zdroje s vysokou hustotou výkonu pro platformy GaN/SiC vyžadují současné ověření schopností ESR a vysokofrekvenčního zvlnění proudu dle specifikací v datovém listu.

Poznámka: Klíčové parametry v tomto článku pocházejí zŘada YMIN IDC3datový list/zkušební protokol; pokud není uvedeno jinak, ESR/zvlnění proudu jsou popsány podle specifikací datového listu (např. 120 kHz) a přednost má nejnovější verze datového listu.

Spolupráce v oblasti inovací: Ověřování spolehlivosti a výkonu od 4,5 kW do 12 kW

Společnost YMIN udržuje hlubokou technickou spolupráci s předními výrobci výkonových polovodičů GaN, jako je například Navitas (podle veřejně dostupných informací). V projektech napájení serverů umělé inteligence s výkonem od 4,5 kW do 12 kW a dokonce i vyšším prokázaly vysokonapěťové kapalinové hliníkové elektrolytické kondenzátory řady IDC3 vynikající výkon.

Tento model společného vývoje nejen ověřuje spolehlivost produktu, ale také poskytuje solidní technický základ pro neustálý vývoj napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí. Řada IDC3 od společnosti YMIN se stala preferovaným řešením pro několik špičkových projektů serverů s umělou inteligencí (podle veřejně dostupných informací) a s výkonem srovnatelným s předními mezinárodními značkami.

Více než jen produkty: Jak YMIN poskytuje systémová řešení pro servery s umělou inteligencí

V éře explozivního růstu výpočetního výkonu umělé inteligence je spolehlivost napájecích systémů prvořadá. Společnost YMIN Electronics hluboce rozumí přísným požadavkům na návrh napájecích zdrojů pro servery s umělou inteligencí a prostřednictvím řady IDC3 poskytuje tomuto odvětví kompletní řešení, které vyvažuje vysokou hustotu kapacity, dlouhou životnost a vysokou spolehlivost.

Následuje typický referenční návod pro výběr vysokonapěťových hliníkových elektrolytických kondenzátorů s kapalinovým zacvakávacím systémem (samostatně nosné na substrátu) řady IDC3 v napájecích zdrojích pro servery s umělou inteligencí, který vám pomůže rychle splnit systémové požadavky:

Tabulka 1: Vysokonapěťové kapalné kondenzátory řady IDC3 – Doporučení pro výběr

Inovace nikdy nekončí: YMIN i nadále poskytuje stabilní napájení pro infrastrukturu umělé inteligence

V éře výpočetní síly je stabilní napájení zásadní. Společnost YMIN Electronics s vysokonapěťovými kapalnými hliníkovými elektrolytickými kondenzátory řady IDC3 jako jádrem neustále poskytuje spolehlivou kondenzátorovou podporu pro výpočetní infrastrukturu s umělou inteligencí. Nabízíme nejen produkty, ale také systémová řešení založená na hlubokých technologických znalostech.

Pokud navrhujete napájecí zdroje pro servery s umělou inteligencí nové generace, YMIN je připraven vám pomoci překonat hranice designu pomocí technologických inovací a společně se svézt na vlně výpočetního výkonu.

Sekce otázek a odpovědí

Otázka: Jak řeší vysokonapěťové kondenzátory řady IDC3 od společnosti YMIN problémy s napájením serverů pro umělou inteligenci?

A: Vysokonapěťové kapalinové hliníkové elektrolytické kondenzátory řady YMIN IDC3 nabízejí řešení ze tří hledisek:

① Vysokohustotní konstrukce – Dosažení vysoké kapacity 450 V/1400 μF v rámci rozměrů Φ30 × 70 mm, zvýšení kapacity o více než 70 % ve srovnání s produkty stejné velikosti, řešení konfliktu mezi prostorem a kapacitou;

② Dlouhá životnost při vysokých teplotách – Optimalizovaná struktura elektrolytu a anody udržuje životnost 3000 hodin při zatížení 105 ℃, což zlepšuje dlouhodobou spolehlivost systému;

③ Kompatibilita s vysokými frekvencemi – Použití konstrukce s nízkým ESR, podpora vysokofrekvenčního provozu 120 kHz, s maximálním zvlněným proudem jednoho článku přibližně 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF přibližně 2,75 A, viz tabulka výběru na konci), kompatibilní s vysokofrekvenčními topologiemi GaN/SiC, což usnadňuje návrhy napájecích zdrojů s vysokou hustotou výkonu.

Shrnutí na konci dokumentu

Použitelné scénáře: Napájecí zdroj pro servery s umělou inteligencí, návrh front-endu střídavého a stejnosměrného napájení, hlavní napájecí systém pro datová centra, 1U vysokohustotní napájecí zdroj pro servery do racku, vysokofrekvenční spínaný napájecí zdroj na bázi GaN/SiC, napájecí zdroj pro výpočetní techniku ​​s umělou inteligencí s vysokou hustotou výkonu (4,5 kW-12 kW+).

Hlavní výhody:

① Rozměr: Prostorová hustota, Popis: Dosahuje 450 V/1400 μF v rámci rozměru Φ30 × 70 mm s nárůstem kapacity o více než 70 % ve srovnání s podobnými velikostmi, přizpůsobitelné omezením výšky serveru 1U.

② Rozměr: Životnost při vysokých teplotách, Popis: Více než 3000 hodin životnosti při zatížení 105 ℃, vhodné pro provozní prostředí s vysokými teplotami v datových centrech.

③ Rozměr: Vysokofrekvenční výkon, Popis: Konstrukce s nízkým ESR, odolává vyššímu zvlnění proudu při vysoké frekvenci 120 kHz, přizpůsobivá vysokofrekvenčním topologiím GaN/SiC.

④ Rozměr: Ověření systému, Popis: Spolupráce s výrobci, jako je Navitas, vhodné pro projekty napájení serverů s umělou inteligencí o výkonu 4,5 kW až 12 kW+.

Doporučené modely

Tříkroková metoda výběru:

Krok 1: Vyberte jmenovité výdržné napětí na základě napětí sběrnice a počítejte s rezervou pro snížení výkonu (např. 450–500 V).

Krok 2: Vyberte specifikaci životnosti na základě okolní teploty a tepelného návrhu (např. 105 ℃/3000 h) a posuďte nárůst teploty.

Krok 3: Přizpůsobte rozměry omezením výšky/průměru prostoru (např. Φ30×70 mm) a ověřte zvlněný proud a specifikaci ESR.