با رشد انفجاری قدرت محاسبات هوش مصنوعی، مراکز داده فشار بیسابقهای را برای ارتقاء تجربه میکنند. به عنوان "قلب قدرت" سرورهای هوش مصنوعی، طراحی منبع تغذیه AC-DC front-end با چالشهای بیسابقهای روبرو است: چگونه میتوان به چگالی توان بالاتر، طول عمر بیشتر و قابلیت اطمینان قویتر در فضای محدود دست یافت؟ این نه تنها یک مسئله فنی است، بلکه برای تضمین خروجی مداوم و پایدار قدرت محاسبات هوش مصنوعی نیز بسیار مهم است.
YMIN Electronics، یکی از پیشگامان ارائه دهنده راهکارهای خازنی داخلی با سالها تجربه در زمینه خازنهای ولتاژ بالا، سری IDC3 از خازنهای الکترولیتی آلومینیومی با قابلیت اتصال مایع ولتاژ بالا را برای رفع نیازهای خاص منابع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی عرضه کرده است و یک راه حل فنی نوآورانه برای حل نقاط ضعف صنعت ارائه میدهد.
شرایط عملیاتی
• مکان: خازن ذخیره/فیلتر انرژی بعد از PFC جلویی AC-DC (اصلاح ضریب توان) DC-Link (باس DC) (راه حل معمول)
• توان: ۴.۵ کیلووات تا ۱۲ کیلووات+؛ شکل ظاهری: منبع تغذیه سرور رکمونت ۱U/منبع تغذیه اصلی مرکز داده
• فرکانس: با افزایش کاربرد GaN (گالیوم نیترید)/SiC (سیلیکون کاربید)، فرکانس سوئیچینگ معمولاً در محدوده دهها کیلوهرتز تا صدها کیلوهرتز است (بسته به پروژه؛ این مقاله به مشخصاتی مانند ۱۲۰ کیلوهرتز اشاره میکند).
• عملیات و گرما: مراکز داده معمولاً به صورت 24 ساعته و 7 روز هفته کار میکنند؛ منبع تغذیه چگالی گرمای داخلی بالایی دارد و نیاز به توجه به دمای محفظه خازن/کاهش طول عمر آن دارد (شرایط عملیاتی معمول در دمای بالا)
سه چالش عمده: رونمایی از معضل خازن ولتاژ بالا در طراحی منبع تغذیه سرور هوش مصنوعی
در طراحی بخشهای AC-DC منبع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی و منابع تغذیه اصلی مراکز داده، مهندسان عموماً با سه چالش عمده روبرو هستند:
① تضاد بین فضا و ظرفیت: در فضای محدود یک سرور رکمونت ۱U، خازنهای شاخی سنتی با اندازه استاندارد اغلب با معضل اندازه محدود مواجه هستند. دستیابی به ظرفیت ذخیرهسازی انرژی کافی در یک ارتفاع محدود، یک چالش اساسی است که باید هنگام طراحی منابع تغذیه با چگالی توان بالا بر آن غلبه کرد.
② چالشهای طول عمر در محیطهای با دمای بالا: محیطهای اتاق سرور هوش مصنوعی عموماً محیطهایی با دمای بالا هستند که فشار زیادی را بر مدیریت حرارتی منبع تغذیه وارد میکنند. عملکرد خازن 450 ولت/1400 میکروفاراد تحت چالش طول عمر دمای بالای 105 درجه سانتیگراد مستقیماً بر قابلیت اطمینان بلندمدت سیستم تأثیر میگذارد.
③ الزامات عملکرد تحت روند فرکانس بالاتر: با پذیرش گسترده دستگاههای جدید قدرت مانند GaN/SiC، فرکانسهای سوئیچینگ منبع تغذیه به طور مداوم در حال افزایش هستند و تقاضای بیشتری را بر ESR و قابلیتهای جریان ریپل خازنها وارد میکنند تا از خطر خرابی سیستم جلوگیری شود.
تعریف مجدد مرزهای عملکرد خازنهای ولتاژ بالا با فناوری
برای پرداختن به چالشهای ذکر شده در بالا، سری YMIN IDC3 در سه بُعد به پیشرفتهای جامعی دست یافته است: مواد، ساختار و فرآیند:
۱. انقلاب تراکم: ۷۰٪ افزایش ظرفیت در Φ30×70 میلیمتر
با استفاده از یک بسته خازنی شیپوری شکل جمع و جور Φ30×70 میلیمتری، ظرفیت خازنی بالای 450 ولت/1400 میکروفاراد در محدوده ارتفاع معمول یک منبع تغذیه سرور استاندارد 1U حاصل میشود. در مقایسه با محصولات سنتی با اندازه مشابه، ظرفیت بیش از 70 درصد افزایش یافته است (در مقایسه با محدوده ظرفیت معمول خازنهای شیپوری شکل مایع Φ30×70 میلیمتری، 450 ولتی که معمولاً در صنعت استفاده میشوند)، و به طور مؤثر تضاد بین چگالی ظرفیت بالا و فضای اشغال شده را حل میکند.
۲. پیشرفت در طول عمر: دوام در دمای ۱۰۵ درجه سانتیگراد آزمایش شده است
سری IDC3 با فرمولاسیون بهینه الکترولیت و ساختار فویل آند، عملکرد عالی در طول عمر بار را در شرایط سخت 105 درجه سانتیگراد نشان میدهد. این طراحی خازنها را قادر میسازد تا پایداری طولانی مدت را در محیط با دمای بالای مراکز داده حفظ کنند و به راحتی چالش صنعت در مورد طول عمر کوتاه ناشی از دمای بالا را برطرف کنند.
۳. سازگاری با فرکانس بالا: سفارشی برای دوران GaN/SiC
با استفاده از طراحی ESR پایین، میتواند جریان ریپل بالاتری را در 120 کیلوهرتز تحمل کند. این ویژگی به سری IDC3 اجازه میدهد تا با توپولوژیهای سوئیچینگ فرکانس بالا مبتنی بر GaN (گالیوم نیترید)/SiC (سیلیکون کاربید) (طبق مشخصات دیتاشیت) بهتر سازگار شود و پشتیبانی قوی برای بهبود راندمان منابع تغذیه با چگالی توان بالا ارائه دهد. برخلاف انتخاب خازن باس سنتی که عمدتاً بر ریپل فرکانس پایین تمرکز دارد، منابع تغذیه با چگالی توان بالا برای پلتفرمهای GaN/SiC نیاز به تأیید همزمان ESR و قابلیتهای جریان ریپل فرکانس بالا طبق مشخصات دیتاشیت دارند.
توجه: پارامترهای کلیدی در این مقاله از ... گرفته شدهاند.سری YMIN IDC3برگه اطلاعات/گزارش آزمایش؛ مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، ESR/جریان ریپل طبق مشخصات برگه اطلاعات (مثلاً ۱۲۰ کیلوهرتز) توصیف میشوند و آخرین نسخه برگه اطلاعات ملاک خواهد بود.
نوآوری مشارکتی: تأیید قابلیت اطمینان و عملکرد از ۴.۵ کیلووات تا ۱۲ کیلووات
YMIN همکاری فنی عمیقی با تولیدکنندگان پیشرو در صنعت نیمههادیهای قدرت GaN مانند Navitas (طبق اطلاعات عمومی) دارد. در پروژههای منبع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی از ۴.۵ کیلووات تا ۱۲ کیلووات و حتی سطوح توان بالاتر، خازنهای الکترولیتی آلومینیومی با قابلیت اتصال مایع ولتاژ بالا سری IDC3 عملکرد فوقالعادهای از خود نشان دادهاند.
این مدل توسعه مشارکتی نه تنها قابلیت اطمینان محصول را تأیید میکند، بلکه پایه فنی محکمی برای تکامل مداوم منابع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی فراهم میکند. سری IDC3 شرکت YMIN (طبق اطلاعات عمومی) به راهکار ترجیحی برای چندین پروژه سرور هوش مصنوعی سطح بالا تبدیل شده است و عملکردی قابل مقایسه با برندهای بینالمللی پیشرو دارد.
فراتر از محصولات: چگونه YMIN راهکارهای سطح سیستمی را برای سرورهای هوش مصنوعی ارائه میدهد
در دوران رشد انفجاری قدرت محاسبات هوش مصنوعی، قابلیت اطمینان سیستمهای منبع تغذیه از اهمیت بالایی برخوردار است. YMIN Electronics عمیقاً الزامات سختگیرانه طراحی منبع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی را درک میکند و از طریق سری IDC3، یک راهحل کامل را در اختیار صنعت قرار میدهد که چگالی ظرفیت بالا، طول عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا را متعادل میکند.
در زیر یک مرجع انتخاب معمول برای خازنهای الکترولیتی آلومینیومی اسنپ-آن (خودنگهدار) مایع ولتاژ بالای سری IDC3 در منابع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی آمده است که به شما کمک میکند تا به سرعت نیازهای سیستم را برآورده کنید:
جدول ۱: خازنهای مایع فشار قوی سری IDC3 - توصیههای انتخاب
| نوع خازن | شکل | سری | عمر دما | ولتاژ نامی (ولتاژ سرج) | ظرفیت اسمی (μF) | ابعاد محصول ΦD*L (میلیمتر) | برنزه (120 هرتز) | ESR (متر اهم / ۱۲۰ کیلوهرتز) | جریان ریپل نامی (میلی آمپر/120 کیلوهرتز) | جریان نشتی (میلی آمپر) |
| خازن الکترولیتی آلومینیومی (مایع) | نوع پایه بستر | آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۴۵۰ (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۰۰۰ | 30 * 60 | ۰.۱۵ | ۳۰۱ | ۱۹۶۰ | ۹۴۰ |
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۴۵۰ (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۲۰۰ | 30 * 65 | ۰.۱۵ | ۲۵۲ | ۲۳۷۰ عدد | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۴۵۰ (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۴۰۰ | 30 * 70 | ۰.۱۵ | ۲۱۵ | ۲۷۵۰ | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۴۵۰ (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۶۰۰ | 30 * 80 | ۰.۱۵ | ۱۸۸ | ۳۱۴۰ | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۴۷۵ (افزایش ۵۲۵ ولت) | ۱۱۰۰ | 30 * 65 | ۰.۲ | ۲۷۳ | ۲۳۶۰ عدد | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۵۰۰ (افزایش ۵۵۰ ولت) | ۱۳۰۰ | 30 * 75 | ۰.۲ | ۲۶۱ | ۳۳۵۰ | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۵۰۰ (افزایش ۵۵۰ ولت) | ۱۵۰۰ | 30 * 85 | ۰.۲ | ۲۲۶ | ۳۷۵۰ | ۹۴۰ | ||
| آی دی سی ۳ | ۱۰۵ درجه سانتیگراد، ۳۰۰۰ ساعت | ۵۰۰ (افزایش ۵۵۰ ولت) | ۱۷۰۰ | ۳۰ * ۹۵ | ۰.۲ | ۱۹۹ | ۴۱۲۰ | ۹۴۰ |
نوآوری هرگز متوقف نمیشود: YMIN همچنان به ارائه قدرت پایدار برای زیرساخت هوش مصنوعی ادامه میدهد
در عصر قدرت محاسباتی، منبع تغذیه پایدار اساسی است. YMIN Electronics با خازنهای الکترولیتی آلومینیومی با ولتاژ بالا سری IDC3 خود به عنوان هسته، به طور مداوم پشتیبانی خازنی قابل اعتمادی را برای زیرساختهای محاسباتی هوش مصنوعی ارائه میدهد. ما نه تنها محصولات، بلکه راهحلهای سطح سیستمی را نیز بر اساس درک عمیق فناوری ارائه میدهیم.
وقتی در حال طراحی منبع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی نسل بعدی هستید، YMIN آماده است تا به شما کمک کند تا با نوآوریهای تکنولوژیکی، مرزهای طراحی را بشکنید و به طور مشترک بر موج قدرت محاسباتی سوار شوید.
بخش پرسش و پاسخ
س: خازنهای ولتاژ بالای سری IDC3 شرکت YMIN چگونه مشکلات منابع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی را حل میکنند؟
الف) خازنهای الکترولیتی آلومینیومی اسنپ-آن مایع ولتاژ بالای سری YMIN IDC3 راهحلهایی را از سه بعد ارائه میدهند:
① طراحی با چگالی بالا - دستیابی به ظرفیت خازنی بالای 450 ولت/1400 میکروفاراد در ابعاد Φ30×70 میلیمتر، افزایش ظرفیت بیش از 70 درصد در مقایسه با محصولات با اندازه مشابه، و حل مشکل بین فضا و ظرفیت؛
② طول عمر بالا در دمای بالا - ساختار الکترولیت و آند بهینه شده، طول عمر بار 3000 ساعته را در دمای 105 درجه سانتیگراد حفظ میکند و قابلیت اطمینان سیستم را در درازمدت بهبود میبخشد.
③ سازگاری با فرکانس بالا - با استفاده از طراحی ESR پایین، پشتیبانی از عملکرد فرکانس بالای ۱۲۰ کیلوهرتز، با حداکثر جریان ریپل تک سلولی تقریباً ۴.۱۲ آمپر (۵۰۰ ولت/۱۷۰۰ میکروفاراد، ۱۲۰ کیلوهرتز؛ ۴۵۰ ولت/۱۴۰۰ میکروفاراد تقریباً ۲.۷۵ آمپر، به جدول انتخاب در انتها مراجعه کنید)، سازگار با توپولوژیهای فرکانس بالای GaN/SiC، طراحیهای منبع تغذیه با چگالی توان بالا را تسهیل میکند.
خلاصه در انتهای سند
سناریوهای قابل اجرا: طراحی منبع تغذیه AC-DC سرور هوش مصنوعی، سیستم منبع تغذیه اصلی مرکز داده، منبع تغذیه سرور رکمونت با چگالی بالا 1U، منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا مبتنی بر GaN/SiC، منبع تغذیه محاسباتی هوش مصنوعی با چگالی توان بالا (4.5kW-12kW+)
مزایای اصلی:
① ابعاد: تراکم فضا، توضیحات: دستیابی به 450 ولت/1400 میکروفاراد در ابعاد Φ30×70 میلیمتر، با افزایش ظرفیت بیش از 70٪ در مقایسه با اندازههای مشابه، قابل انطباق با محدودیتهای ارتفاع سرور 1U.
② ابعاد: طول عمر در دمای بالا، توضیحات: بیش از 3000 ساعت عمر مفید در دمای 105 درجه سانتیگراد، مناسب برای محیطهای عملیاتی با دمای بالا در مراکز داده.
③ ابعاد: عملکرد فرکانس بالا، توضیحات: طراحی ESR پایین، میتواند جریان ریپل بالاتر را در فرکانس بالای 120 کیلوهرتز تحمل کند، سازگار با توپولوژیهای فرکانس بالای GaN/SiC.
④ ابعاد: تأیید سیستم، توضیحات: با تولیدکنندگانی مانند Navitas همکاری شده است، مناسب برای پروژههای منبع تغذیه سرورهای هوش مصنوعی با توان ۴.۵ کیلووات تا ۱۲ کیلووات+.
مدلهای پیشنهادی
| سری | ولتاژ | ظرفیت | ابعاد | طول عمر | ویژگیها |
| آی دی سی ۳ | ۴۵۰ ولت (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۴۰۰ میکروفاراد | Φ30 × 70 میلیمتر | ۱۰۵ درجه سانتیگراد / ۳۰۰۰ ساعت | چگالی خازنی بالا، مناسب برای طراحی استاندارد پاور ۱U |
| آی دی سی ۳ | ۵۰۰ ولت (۵۵۰ ولت افزایش ولتاژ) | ۱۵۰۰ میکروفاراد | Φ30 × 85 میلیمتر | ۱۰۵ درجه سانتیگراد / ۳۰۰۰ ساعت | ولتاژ نامی بالاتر، مناسب برای توپولوژیهای منبع تغذیه با توان بالا |
| آی دی سی ۳ | ۴۵۰ ولت (افزایش ولتاژ ۵۰۰ ولت) | ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ میکروفاراد | Φ30×60 – 80 میلیمتر | ۱۰۵ درجه سانتیگراد / ۳۰۰۰ ساعت | گرادیانهای ظرفیت چندگانه موجود، مناسب برای نیازهای مختلف بخش برق |
روش انتخاب سه مرحلهای:
مرحله ۱: ولتاژ نامی قابل تحمل را بر اساس ولتاژ باس انتخاب کنید و حاشیه افت ولتاژ (مثلاً ۴۵۰ تا ۵۰۰ ولت) را در نظر بگیرید.
مرحله ۲: مشخصات طول عمر مفید را بر اساس دمای محیط و طراحی حرارتی (مثلاً ۱۰۵ درجه سانتیگراد/۳۰۰۰ ساعت) انتخاب کنید و افزایش دما را ارزیابی کنید.
مرحله ۳: ابعاد را مطابق با محدودیتهای ارتفاع/قطر فضا (مثلاً Φ30×70 میلیمتر) مطابقت دهید و جریان موجی و مشخصات ESR را بررسی کنید.
زمان ارسال: ۲۶ ژانویه ۲۰۲۶