Gli eroi nascosti dietro la potenza di calcolo dell'intelligenza artificiale: come i condensatori ad alta tensione prodotti localmente (Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) risolvono tre importanti sfide negli alimentatori per server

Con la crescita esponenziale della potenza di calcolo dell'IA, i data center stanno subendo una pressione di aggiornamento senza precedenti. Essendo il "cuore energetico" dei server di IA, la progettazione dell'alimentatore front-end AC-DC si trova ad affrontare sfide senza precedenti: come ottenere una maggiore densità di potenza, una maggiore durata e una maggiore affidabilità in spazi limitati? Questo non è solo un problema tecnico, ma anche cruciale per garantire un'erogazione continua e stabile della potenza di calcolo dell'IA.

YMIN Electronics, fornitore leader di soluzioni per condensatori nazionali con anni di esperienza nel campo dei condensatori ad alta tensione, ha lanciato la serie IDC3 di condensatori elettrolitici in alluminio a scatto liquido ad alta tensione per soddisfare le esigenze specifiche degli alimentatori dei server AI, offrendo una soluzione tecnica innovativa per risolvere i punti critici del settore.

Condizioni operative

• Posizione: condensatore di accumulo/filtro di energia dopo il collegamento CC (bus CC) PFC (correzione del fattore di potenza) del front-end AC-DC (soluzione tipica)

• Potenza: 4,5 kW–12 kW+; Fattore di forma: alimentatore per server rack-mount 1U/alimentatore principale per data center

• Frequenza: con la crescente applicazione di GaN (nitruro di gallio)/SiC (carburo di silicio), la frequenza di commutazione è comunemente compresa tra decine di kHz e centinaia di kHz (a seconda del progetto; questo articolo cita una specifica come 120 kHz)

• Funzionamento e calore: i data center funzionano comunemente 24 ore su 24, 7 giorni su 7; l'alimentatore ha un'elevata densità di calore interno, che richiede attenzione alla temperatura della custodia del condensatore/derating della durata (condizioni operative tipiche ad alta temperatura)

Tre sfide principali: svelare il dilemma del condensatore ad alta tensione nella progettazione dell'alimentatore del server AI

Nella progettazione delle sezioni AC-DC degli alimentatori dei server AI e degli alimentatori principali dei data center, gli ingegneri si trovano generalmente ad affrontare tre sfide principali:

① La contraddizione tra spazio e capacità: nello spazio ristretto di un server rack 1U, i tradizionali condensatori a tromba di dimensioni standard spesso si trovano ad affrontare il dilemma delle dimensioni limitate. Ottenere una capacità di accumulo di energia sufficiente entro un'altezza limitata è una sfida cruciale che deve essere superata quando si progettano alimentatori ad alta densità di potenza.

② Sfide di durata in ambienti ad alta temperatura: gli ambienti delle sale server di intelligenza artificiale sono generalmente ambienti ad alta temperatura, che mettono a dura prova la gestione termica dell'alimentatore. Le prestazioni del condensatore da 450 V/1400 μF, in condizioni di elevata temperatura di 105 ℃, compromettono la durata del sistema e ne compromettono l'affidabilità a lungo termine.

3 Requisiti di prestazione in base alla tendenza a frequenze più elevate: con l'adozione diffusa di nuovi dispositivi di potenza come GaN/SiC, le frequenze di commutazione dell'alimentatore aumentano costantemente, ponendo maggiori requisiti sulle capacità di ESR e di corrente di ripple dei condensatori per evitare il rischio di tempi di inattività del sistema.

YMIN IDC3

Ridefinire i limiti delle prestazioni dei condensatori ad alta tensione con la tecnologia

Per affrontare le sfide sopra menzionate, la serie YMIN IDC3 ha ottenuto risultati innovativi in ​​tre dimensioni: materiali, struttura e processo:

1. Rivoluzione della densità: aumento della capacità del 70% entro Φ30×70mm

Utilizzando un package compatto di condensatori a tromba da Φ30×70 mm, si ottiene un'elevata capacità di 450 V/1400 μF, mantenendo i tipici limiti di altezza di un alimentatore per server standard da 1U. Rispetto ai prodotti tradizionali delle stesse dimensioni, la capacità è aumentata di oltre il 70% (rispetto alla tipica gamma di capacità dei condensatori a tromba liquidi da Φ30×70 mm e 450 V comunemente utilizzati nel settore), risolvendo efficacemente la contraddizione tra elevata densità di capacità e spazio.

2. Svolta nella durata: durata testata a 105℃

Grazie alla formulazione ottimizzata dell'elettrolita e alla struttura anodica a foglio, la serie IDC3 offre eccellenti prestazioni di durata del carico in condizioni estreme di 105 °C. Questa progettazione consente ai condensatori di mantenere una stabilità a lungo termine nell'ambiente ad alta temperatura dei data center, affrontando prontamente la sfida del settore della breve durata dovuta alle alte temperature.

3. Adattabilità ad alta frequenza: su misura per l'era GaN/SiC

Grazie al design a basso ESR, può sopportare correnti di ripple più elevate a 120 kHz. Questa caratteristica consente alla serie IDC3 di adattarsi meglio alle topologie di commutazione ad alta frequenza basate su GaN (nitruro di gallio)/SiC (carburo di silicio) (secondo le specifiche del datasheet), fornendo un valido supporto per il miglioramento dell'efficienza degli alimentatori ad alta densità di potenza. A differenza della tradizionale selezione dei condensatori di bus, che si concentra principalmente sul ripple a bassa frequenza, gli alimentatori ad alta densità di potenza per piattaforme GaN/SiC richiedono la verifica simultanea delle capacità di ESR e di corrente di ripple ad alta frequenza secondo le specifiche del datasheet.

Nota: i parametri chiave in questo articolo provengono daSerie YMIN IDC3scheda tecnica/rapporto di prova; salvo diversa indicazione, ESR/corrente di ripple sono descritti in base alle specifiche della scheda tecnica (ad esempio, 120 kHz) e prevarrà la versione più recente della scheda tecnica.

Innovazione collaborativa: verifica dell'affidabilità e delle prestazioni da 4,5 kW a 12 kW

YMIN mantiene una profonda collaborazione tecnica con produttori leader di semiconduttori di potenza GaN come Navitas (secondo informazioni pubbliche). Nei progetti di alimentazione per server AI con potenze da 4,5 kW a 12 kW e livelli di potenza ancora superiori, i condensatori elettrolitici in alluminio ad alta tensione con montaggio a scatto liquido della serie IDC3 hanno dimostrato prestazioni eccezionali.

Questo modello di sviluppo collaborativo non solo verifica l'affidabilità del prodotto, ma fornisce anche una solida base tecnica per la continua evoluzione degli alimentatori per server AI. La serie IDC3 di YMIN è diventata la soluzione preferita per diversi progetti di server AI di fascia alta (secondo informazioni pubbliche), con prestazioni paragonabili a quelle dei principali marchi internazionali.

Più che semplici prodotti: come YMIN fornisce soluzioni a livello di sistema per i server di intelligenza artificiale

In un'epoca di crescita esponenziale della potenza di calcolo dell'intelligenza artificiale, l'affidabilità dei sistemi di alimentazione è fondamentale. YMIN Electronics comprende a fondo i severi requisiti di progettazione degli alimentatori per server AI e offre al settore una soluzione completa che bilancia elevata densità di capacità, lunga durata e alta affidabilità attraverso la serie IDC3.

Di seguito è riportato un tipico riferimento di selezione per condensatori elettrolitici in alluminio ad alta tensione a scatto liquido (substrato autoportante) della serie IDC3 negli alimentatori per server AI, che consente di soddisfare rapidamente i requisiti di sistema:

Tabella 1: Condensatori a scatto liquidi ad alta tensione serie IDC3 – Raccomandazioni per la selezione

L'innovazione non si ferma mai: YMIN continua a fornire energia stabile per l'infrastruttura di intelligenza artificiale

Nell'era della potenza di calcolo, un'alimentazione stabile è fondamentale. YMIN Electronics, con i suoi condensatori elettrolitici in alluminio ad alta tensione a scatto liquido della serie IDC3 come nucleo, fornisce costantemente un supporto affidabile per le infrastrutture di elaborazione AI. Non forniamo solo prodotti, ma anche soluzioni a livello di sistema basate su una profonda conoscenza tecnologica.

Quando si progettano alimentatori per server AI di nuova generazione, YMIN è pronta ad aiutarvi a superare i limiti della progettazione con l'innovazione tecnologica e a cavalcare insieme l'onda della potenza di calcolo.

Sezione Q&A

D: In che modo i condensatori ad alta tensione della serie IDC3 di YMIN risolvono i problemi degli alimentatori dei server AI?

A: I condensatori elettrolitici in alluminio ad alta tensione a scatto liquido della serie YMIN IDC3 offrono soluzioni in tre dimensioni:

① Design ad alta densità: raggiungimento di un'elevata capacità di 450 V/1400 μF in una dimensione di Φ30×70 mm, aumentando la capacità di oltre il 70% rispetto ai prodotti delle stesse dimensioni, risolvendo il conflitto tra spazio e capacità;

② Lunga durata ad alta temperatura: la struttura ottimizzata dell'elettrolita e dell'anodo mantiene una durata di carico di 3000 ore a 105℃, migliorando l'affidabilità del sistema a lungo termine;

③ Compatibilità ad alta frequenza – Impiega un design a basso ESR, supporta il funzionamento ad alta frequenza a 120 kHz, con una corrente di ripple massima a singola cella di circa 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF circa 2,75 A, vedere la tabella di selezione alla fine), compatibile con topologie ad alta frequenza GaN/SiC, facilitando la progettazione di alimentatori ad alta densità di potenza.

Riepilogo alla fine del documento

Scenari applicabili: progettazione front-end AC-DC dell'alimentatore del server AI, sistema di alimentazione principale del data center, alimentatore del server ad alta densità per montaggio su rack 1U, alimentatore switching ad alta frequenza basato su GaN/SiC, alimentatore per elaborazione AI ad alta densità di potenza (4,5 kW-12 kW+)

Vantaggi principali:

① Dimensioni: Densità dello spazio, Descrizione: Raggiunge 450 V/1400 μF in una dimensione Φ30×70 mm, con un aumento della capacità di oltre il 70% rispetto a dimensioni simili, adattabile ai limiti di altezza del server 1U.

② Dimensioni: Durata ad alta temperatura, Descrizione: Oltre 3000 ore di durata del carico a 105℃, adatto per ambienti operativi ad alta temperatura nei data center.

③ Dimensioni: prestazioni ad alta frequenza, descrizione: design a basso ESR, in grado di sopportare correnti di ripple più elevate ad alta frequenza di 120 KHz, adattabile alle topologie ad alta frequenza GaN/SiC.

④ Dimensione: Verifica del sistema, Descrizione: Collaborazione con produttori come Navitas, adatto per progetti di alimentazione per server AI da 4,5 kW a 12 kW+.

Modelli consigliati

Metodo di selezione in tre fasi:

Fase 1: selezionare la tensione nominale di tenuta in base alla tensione del bus e prevedere un margine di derating (ad esempio, 450–500 V).

Fase 2: Selezionare le specifiche di durata in base alla temperatura ambiente e al progetto termico (ad esempio, 105℃/3000h) e valutare l'aumento di temperatura.

Fase 3: abbinare le dimensioni in base ai vincoli di altezza/diametro dello spazio (ad esempio, Φ30×70mm) e verificare la corrente di ripple e le specifiche ESR.