Eroii ascunși din spatele puterii de calcul bazate pe inteligență artificială: Cum rezolvă condensatoarele de înaltă tensiune produse pe plan intern (Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) trei provocări majore în domeniul surselor de alimentare pentru servere

Odată cu creșterea explozivă a puterii de calcul a inteligenței artificiale (IA), centrele de date se confruntă cu o presiune fără precedent în ceea ce privește modernizarea. Fiind „inima puterii” serverelor IA, proiectarea surselor de alimentare AC-DC frontale se confruntă cu provocări fără precedent: cum să se obțină o densitate de putere mai mare, o durată de viață mai lungă și o fiabilitate mai puternică într-un spațiu limitat? Aceasta nu este doar o problemă tehnică, ci și crucială pentru asigurarea unei ieșiri continue și stabile a puterii de calcul a IA.

YMIN Electronics, un furnizor important de soluții de condensatoare autohtone cu ani de experiență în domeniul condensatoarelor de înaltă tensiune, a lansat seria IDC3 de condensatoare electrolitice din aluminiu cu fixare rapidă și lichidă de înaltă tensiune pentru a răspunde nevoilor specifice ale surselor de alimentare pentru serverele de inteligență artificială, oferind o soluție tehnică inovatoare pentru a rezolva punctele slabe din industrie.

Condiții de funcționare

• Locație: Condensator de stocare/filtrare a energiei după PFC (corecția factorului de putere) DC-Link (bus DC) AC-DC frontal (soluție tipică)

• Putere: 4,5 kW–12 kW+; Factor de formă: Sursă de alimentare pentru server montată în rack 1U/sursă de alimentare principală pentru centru de date

• Frecvență: Odată cu utilizarea tot mai frecventă a GaN (nitrură de galiu)/SiC (carbură de siliciu), frecvența de comutare este de obicei cuprinsă între zeci de kHz și sute de kHz (în funcție de proiect; acest articol citează o specificație precum 120 kHz)

• Funcționare și căldură: Centrele de date funcționează de obicei 24/7; sursa de alimentare are o densitate internă mare de căldură, necesitând atenție la temperatura carcasei condensatorului/reducerea duratei de viață (condiții tipice de funcționare la temperatură ridicată)

Trei provocări majore: dezvăluirea dilemei condensatoarelor de înaltă tensiune în proiectarea surselor de alimentare pentru serverele de inteligență artificială

În proiectarea secțiunilor AC-DC ale surselor de alimentare ale serverelor de inteligență artificială și ale surselor de alimentare principale ale centrelor de date, inginerii se confruntă în general cu trei provocări majore:

① Contradicția dintre spațiu și capacitate: În spațiul limitat al unui server rack 1U, condensatoarele standard tradiționale de tip horn se confruntă adesea cu dilema dimensiunilor limitate. Obținerea unei capacități suficiente de stocare a energiei într-o înălțime limitată este o provocare crucială care trebuie depășită atunci când se proiectează surse de alimentare cu densitate mare de putere.

② Provocări legate de durata de viață în medii cu temperaturi ridicate: Mediile din camerele serverelor de inteligență artificială sunt, în general, medii cu temperaturi ridicate, ceea ce pune o presiune imensă asupra managementului termic al sursei de alimentare. Performanța condensatorului de 450V/1400μF sub presiunea unei durate de viață de 105℃ la temperaturi ridicate afectează direct fiabilitatea pe termen lung a sistemului.

③ Cerințe de performanță în contextul tendinței de creștere a frecvenței: Odată cu adoptarea pe scară largă a noilor dispozitive de alimentare, cum ar fi GaN/SiC, frecvențele de comutare ale surselor de alimentare cresc continuu, ceea ce impune cerințe mai mari asupra capacităților ESR și de curent de ondulație ale condensatoarelor pentru a evita riscul de nefuncționare a sistemului.

YMIN IDC3

Redefinirea limitelor de performanță ale condensatoarelor de înaltă tensiune cu ajutorul tehnologiei

Pentru a aborda provocările menționate mai sus, seria YMIN IDC3 a realizat progrese cuprinzătoare în trei dimensiuni: materiale, structură și proces:

1. Revoluția densității: Creștere cu 70% a capacității în limita a Φ30 × 70 mm

Utilizând o carcasă compactă de condensatoare în formă de corn, cu dimensiunile Φ30×70 mm, se obține o capacitate ridicată de 450 V/1400 μF, în limitele de înălțime tipice ale unei surse de alimentare standard pentru servere 1U. Comparativ cu produsele tradiționale de aceeași dimensiune, capacitatea este crescută cu peste 70% (comparativ cu intervalul de capacitate tipic al condensatoarelor lichide în formă de corn, de 450 V, cu dimensiunile Φ30×70 mm, utilizate în mod obișnuit în industrie), rezolvând eficient contradicția dintre densitatea mare de capacitate și spațiu.

2. Durată de viață avansată: Durabilitate testată la 105 ℃

Prin formularea optimizată a electroliților și structura foliei anodice, seria IDC3 prezintă o durată de viață excelentă în condiții dure de 105℃. Acest design permite condensatoarelor să mențină stabilitatea pe termen lung în mediul cu temperaturi ridicate al centrelor de date, abordând cu ușurință provocarea industriei reprezentată de durata de viață scurtă din cauza temperaturilor ridicate.

3. Adaptabilitate la frecvență înaltă: Concepută special pentru era GaN/SiC

Folosind un design cu ESR redus, acesta poate suporta un curent de ondulație mai mare la 120 kHz. Această caracteristică permite seriei IDC3 să se adapteze mai bine la topologiile de comutare de înaltă frecvență bazate pe GaN (nitrură de galiu)/SiC (carbură de siliciu) (conform specificațiilor din fișa tehnică), oferind un suport puternic pentru îmbunătățirea eficienței surselor de alimentare cu densitate mare de putere. Spre deosebire de selecția tradițională a condensatoarelor de magistrală, care se concentrează în principal pe ondulația de joasă frecvență, sursele de alimentare cu densitate mare de putere pentru platformele GaN/SiC necesită verificarea simultană a capacităților ESR și a curentului de ondulație de înaltă frecvență conform specificațiilor din fișa tehnică.

Notă: Parametrii cheie din acest articol provin dinSeria YMIN IDC3fișa tehnică/raportul de testare; dacă nu se specifică altfel, ESR/curentul de ondulație sunt descriși conform specificațiilor din fișa tehnică (de exemplu, 120 kHz), iar cea mai recentă versiune a fișei tehnice va prevala.

Inovație colaborativă: verificarea fiabilității și a performanței de la 4,5 kW la 12 kW

YMIN menține o colaborare tehnică strânsă cu producători de semiconductori GaN de top, cum ar fi Navitas (conform informațiilor publice). În proiecte de alimentare cu energie pentru servere AI, cu puteri cuprinse între 4,5 kW și 12 kW, și chiar mai mari, condensatoarele electrolitice lichide de înaltă tensiune din seria IDC3, cu prindere rapidă, au demonstrat performanțe remarcabile.

Acest model de dezvoltare colaborativă nu numai că verifică fiabilitatea produsului, dar oferă și o bază tehnică solidă pentru evoluția continuă a surselor de alimentare pentru serverele IA. Seria IDC3 de la YMIN a devenit soluția preferată pentru mai multe proiecte de servere IA de înaltă performanță (conform informațiilor publice), cu performanțe comparabile cu cele ale mărcilor internaționale de top.

Mai mult decât simple produse: Cum oferă YMIN soluții la nivel de sistem pentru serverele AI

Într-o eră a creșterii explozive a puterii de calcul bazate pe inteligență artificială (IA), fiabilitatea sistemelor de alimentare este primordială. YMIN Electronics înțelege în profunzime cerințele stricte privind proiectarea surselor de alimentare pentru serverele IA și oferă industriei o soluție completă care echilibrează densitatea mare de capacitate, durata lungă de viață și fiabilitatea ridicată prin intermediul seriei IDC3.

Următoarea este o referință tipică de selecție pentru condensatoarele electrolitice din aluminiu de înaltă tensiune cu fixare rapidă (substrat autoportant) din seria IDC3 în sursele de alimentare pentru servere AI, ajutându-vă să îndepliniți rapid cerințele sistemului:

Tabelul 1: Condensatoare lichide de înaltă tensiune din seria IDC3 cu prindere rapidă – Recomandări de selecție

Inovația nu se oprește niciodată: YMIN continuă să ofere energie stabilă pentru infrastructura de inteligență artificială

În era puterii de calcul, alimentarea cu energie stabilă este fundamentală. YMIN Electronics, cu condensatoarele electrolitice lichide de înaltă tensiune din aluminiu, cu prindere rapidă, din seria IDC3, oferă în mod continuu suport fiabil pentru condensatoare, destinate infrastructurii de calcul cu inteligență artificială. Nu numai că oferim produse, ci și soluții la nivel de sistem, bazate pe o înțelegere tehnologică profundă.

Când proiectați surse de alimentare pentru servere cu inteligență artificială de generație următoare, YMIN este pregătit să vă ajute să depășiți limitele designului cu inovație tehnologică și să profitați împreună de valul puterii de calcul.

Secțiunea de întrebări și răspunsuri

Î: Cum rezolvă condensatoarele de înaltă tensiune din seria IDC3 de la YMIN problemele surselor de alimentare pentru serverele AI?

A: Condensatoarele electrolitice din aluminiu cu lichid de înaltă tensiune din seria YMIN IDC3 oferă soluții din trei dimensiuni:

① Design de înaltă densitate – Atingerea unei capacități ridicate de 450V/1400μF într-o dimensiune Φ30×70mm, crescând capacitatea cu peste 70% în comparație cu produsele de aceeași dimensiune, rezolvând conflictul dintre spațiu și capacitate;

② Durată lungă de viață la temperaturi ridicate – Structura optimizată a electrolitului și a anodului mențin o durată de viață a încărcării de 3000 de ore la 105 ℃, îmbunătățind fiabilitatea pe termen lung a sistemului;

③ Compatibilitate de înaltă frecvență – Utilizând un design cu ESR redus, care permite funcționarea la înaltă frecvență de 120 kHz, cu un curent de ondulație maxim pe o singură celulă de aproximativ 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF aproximativ 2,75 A, vezi tabelul de selecție de la sfârșit), compatibil cu topologiile de înaltă frecvență GaN/SiC, facilitând designul surselor de alimentare cu densitate mare de putere.

Rezumatul la sfârșitul documentului

Scenarii aplicabile: Sursă de alimentare pentru server AI, design frontal AC-DC, sistem de alimentare principal pentru centre de date, sursă de alimentare pentru server montat în rack de înaltă densitate 1U, sursă de alimentare în comutație de înaltă frecvență bazată pe GaN/SiC, sursă de alimentare pentru calcul AI cu densitate mare de putere (4,5 kW-12 kW+)

Avantaje principale:

① Dimensiune: Densitate spațială, Descriere: Atinge 450V/1400μF într-o dimensiune Φ30×70mm, cu o creștere a capacității de peste 70% față de dimensiuni similare, adaptabil la limitările de înălțime ale serverelor 1U.

② Dimensiune: Durată de viață la temperaturi ridicate, Descriere: Peste 3000 de ore de viață la încărcare la 105 ℃, potrivită pentru medii de operare la temperaturi ridicate în centrele de date.

③ Dimensiune: Performanță de înaltă frecvență, Descriere: Design cu ESR scăzut, poate rezista la curent de ondulație mai mare la o frecvență înaltă de 120 KHz, adaptabil la topologii de înaltă frecvență GaN/SiC.

④ Dimensiune: Verificare sistem, Descriere: Colaborare cu producători precum Navitas, potrivită pentru proiecte de alimentare cu energie pentru servere AI de la 4,5 kW la 12 kW+.

Modele recomandate

Metodă de selecție în trei pași:

Pasul 1: Selectați tensiunea nominală de rezistență pe baza tensiunii magistralei și luați în considerare o marjă de reducere a puterii (de exemplu, 450–500 V).

Pasul 2: Selectați specificațiile privind durata de viață pe baza temperaturii ambientale și a designului termic (de exemplu, 105℃/3000h) și evaluați creșterea temperaturii.

Pasul 3: Potriviți dimensiunile în funcție de constrângerile de înălțime/diametru ale spațiului (de exemplu, Φ30 × 70 mm) și verificați curentul de ondulație și specificațiile ESR.