ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI ขนาด 1U: จะบรรลุการลดขนาดโดยไม่เกิดความล้มเหลวได้อย่างไร?

ด้วยความต้องการพลังการประมวลผล AI ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การออกแบบแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์จึงเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เคยมีมาก่อน ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟเซิร์ฟเวอร์ขนาด 1U การบรรลุความหนาแน่นของพลังงานสูง ความเสถียรในการรับโหลดสูง และการย่อขนาดให้เล็กลงภายในพื้นที่จำกัด เป็นประเด็นสำคัญสำหรับวิศวกร

การออกแบบแหล่งจ่ายไฟขนาด 1U: ตัวเก็บประจุกลายเป็นปัจจัยจำกัดหลักสำหรับการลดขนาด

ในโซลูชันแหล่งจ่ายไฟความหนาแน่นสูงสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI ขนาด 1U ตัวเก็บประจุเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่ยากที่สุดในการลดขนาด แม้ว่าความถี่ในการสวิตช์และประสิทธิภาพของอุปกรณ์จ่ายไฟรุ่นใหม่ เช่น GaN จะได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ขนาดและพื้นที่ระบายความร้อนของเซิร์ฟเวอร์ก็ยังไม่พัฒนาตามไปด้วย

ในการออกแบบนี้ ตัวเก็บประจุไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบเสริมเท่านั้น แต่เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความสำเร็จของระบบจ่ายไฟโดยตรง

1. ความท้าทายในการลดขนาดตัวเก็บประจุ

ในโครงการผลิตแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI ในทางปฏิบัติ วิศวกรมักเผชิญกับความท้าทายดังต่อไปนี้:

• ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้น

• ลดขนาดโมดูลกำลังไฟฟ้าลงกว่า 50%

• การทำงานที่เสถียรภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงในระยะยาว โดยทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 105℃

• ทนทานต่อกระแสริปเปิลสูง สามารถใช้งานต่อเนื่องภายใต้ภาระสูงได้ในระยะยาว

• การลดลงของค่าความจุที่ควบคุมได้ ช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบ

ภายใต้ข้อกำหนดเหล่านี้ การลดขนาดของตัวเก็บประจุส่งผลกระทบโดยตรงต่อการออกแบบระบบทั้งหมด ปริมาตรของตัวเก็บประจุที่เล็ลงหมายความว่าความสามารถในการทนต่อค่าความจุและกระแสริปเปิลอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดพร้อมกัน ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายในการออกแบบอย่างมาก

2. ข้อดีของแหล่งจ่ายไฟ GaN และความต้องการตัวเก็บประจุที่เพิ่มขึ้น

ด้วยการนำเทคโนโลยี GaN (แกลเลียมไนไตรด์) มาใช้ ความถี่ในการสวิตช์ ประสิทธิภาพ และขนาดของแหล่งจ่ายไฟจึงดีขึ้น แต่สิ่งนี้ก็ทำให้ความต้องการประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุสูงขึ้นด้วยเช่นกัน

สำหรับแหล่งจ่ายไฟ GaN ตัวเก็บประจุไม่เพียงแต่ต้องมีความหนาแน่นของความจุสูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังต้องทนต่อกระแสริปเปิลที่มากขึ้นและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของระบบ

ตัวเก็บประจุ YMIN ซีรีส์ IDC3

การแก้ปัญหาความท้าทายหลักของโซลูชันแหล่งจ่ายไฟความหนาแน่นกำลังสูง

เพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ YMIN Electronics ได้เปิดตัวตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียมเหลวซีรีส์ IDC3 ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแหล่งจ่ายไฟของเซิร์ฟเวอร์ GaN AI ข้อดีหลักของตัวเก็บประจุเหล่านี้คือความหนาแน่นของความจุสูงและความสามารถในการรับกระแสริปเปิลสูง ทำให้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงและโหลดสูง จึงเป็น "ส่วนประกอบสำคัญ" ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

ซีรี่ส์: IDC3

ข้อมูลจำเพาะ: 450V / 1400μF

ขนาด: 30 × 70 มม.

โครงสร้าง: ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียมเหลวรูปทรงเขา

1. “ศักยภาพพื้นฐาน” ของการย่อขนาดตัวเก็บประจุ—ความหนาแน่นของความจุเพิ่มขึ้น 70%

ความหนาแน่นของความจุที่เพิ่มขึ้นของตัวเก็บประจุซีรีส์ IDC3 ช่วยให้เราสามารถเพิ่มความจุและรองรับกระแสริปเปิลได้มากขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มขนาด เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันจากญี่ปุ่น ตัวเก็บประจุซีรีส์ IDC3 มีความหนาแน่นของความจุเพิ่มขึ้น 70.7% จาก 13.64 μF/cm³ เป็น 23.29 μF/cm³ ซึ่งช่วยลดขนาดของโมดูลพลังงานลงได้ 55% โดยไม่กระทบต่อเสถียรภาพของประสิทธิภาพ

2. ความเสถียรภายใต้การทำงานหนักในระยะยาว: กระแสกระเพื่อมและอายุการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ในสภาพแวดล้อมที่มีโหลดสูงและอุณหภูมิสูง ความเสถียรของตัวเก็บประจุมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวเก็บประจุซีรีส์ IDC3 สามารถทนต่อกระแสริปเปิลสูง (19A) ช่วยลดจำนวนตัวเก็บประจุแบบขนานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับโครงสร้างแหล่งจ่ายไฟให้เหมาะสม และลดความเสี่ยงของการสะสมความร้อนเฉพาะจุด

นอกจากนี้ ที่อุณหภูมิการทำงาน 105°C ตัวเก็บประจุ IDC3 มีอายุการใช้งานเกิน 3000 ชั่วโมง โดยมีการเสื่อมสภาพของความจุภายใน 8% ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการจ่ายไฟที่เสถียรในระหว่างการใช้งานระยะยาว

3. ประโยชน์ในระดับระบบ: มากกว่าแค่การปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ

ในโซลูชันแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI GaN ของ Navitas การนำตัวเก็บประจุซีรีส์ IDC3 มาใช้ทำให้เกิดการปรับปรุงหลายประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 1%~2% อุณหภูมิของระบบที่เพิ่มขึ้นลดลงประมาณ 10°C และขนาดของโมดูลพลังงานลดลงอย่างมาก

การปรับปรุงประสิทธิภาพเหล่านี้ส่งผลให้ระบบเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดมีความเสถียรและเชื่อถือได้ในระยะยาว ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของตัวเก็บประจุในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงอย่างเต็มที่

สรุป: บทบาทสำคัญของตัวเก็บประจุในการออกแบบระบบจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI ขนาด 1U

ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI ขนาด 1U ซึ่งเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูงและภาระสูง ตัวเก็บประจุจึงไม่ใช่เพียงแค่ส่วนประกอบ แต่เป็นองค์ประกอบสำคัญที่กำหนดการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของแหล่งจ่ายไฟ

ตัวเก็บประจุซีรีส์ IDC3 ของ YMIN โดดเด่นด้วยความหนาแน่นของความจุ ความสามารถในการรับกระแสริปเปิล และความเสถียรที่อุณหภูมิสูง จึงกลายเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI