Os Heróis Ocultos por Trás do Poder da Computação de IA: Como Capacitores de Alta Tensão Produzidos no País (Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) Resolve Três Grandes Desafios em Fontes de Alimentação para Servidores

Com o crescimento exponencial da capacidade computacional da IA, os data centers estão enfrentando uma pressão sem precedentes para atualizações. Como o "coração energético" dos servidores de IA, o projeto da fonte de alimentação CA-CC enfrenta desafios inéditos: como alcançar maior densidade de potência, vida útil mais longa e maior confiabilidade em um espaço limitado? Essa questão não é apenas técnica, mas crucial para garantir o fornecimento contínuo e estável de energia computacional para IA.

A YMIN Electronics, fornecedora líder nacional de soluções em capacitores com anos de experiência no setor de capacitores de alta tensão, lançou a série IDC3 de capacitores eletrolíticos de alumínio de alta tensão com encaixe por pressão para atender às necessidades específicas de fontes de alimentação de servidores de IA, oferecendo uma solução técnica inovadora para resolver os principais problemas do setor.

Condições de operação

• Localização: Capacitor de armazenamento/filtragem de energia após o PFC (Correção do Fator de Potência) do conversor CA-CC (barramento CC) (solução típica)

• Potência: 4,5 kW–12 kW+; Formato: fonte de alimentação para servidor/fonte de alimentação principal para data center, montagem em rack 1U

• Frequência: Com a crescente aplicação de GaN (nitreto de gálio)/SiC (carboneto de silício), a frequência de comutação geralmente varia de dezenas de kHz a centenas de kHz (dependendo do projeto; este artigo cita uma especificação como 120 kHz).

• Operação e Calor: Os centros de dados geralmente operam 24 horas por dia, 7 dias por semana; a fonte de alimentação possui alta densidade de calor interna, exigindo atenção à temperatura da carcaça do capacitor/redução de sua vida útil (condições típicas de operação em alta temperatura).

Três grandes desafios: desvendando o dilema dos capacitores de alta tensão no projeto de fontes de alimentação para servidores de IA.

No projeto das seções CA-CC de fontes de alimentação para servidores de IA e fontes de alimentação principais para data centers, os engenheiros geralmente enfrentam três grandes desafios:

① A contradição entre espaço e capacidade: No espaço confinado de um servidor rack de 1U, os capacitores de corneta tradicionais de tamanho padrão frequentemente enfrentam o dilema do tamanho limitado. Alcançar capacidade de armazenamento de energia suficiente dentro de uma altura limitada é um desafio crucial que deve ser superado ao projetar fontes de alimentação de alta densidade de potência.

② Desafios de vida útil em ambientes de alta temperatura: Os ambientes de salas de servidores de IA são geralmente de alta temperatura, exercendo imensa pressão sobre o gerenciamento térmico da fonte de alimentação. O desempenho do capacitor de 450V/1400μF sob o desafio de vida útil a 105℃ afeta diretamente a confiabilidade a longo prazo do sistema.

③ Requisitos de desempenho sob a tendência de frequências mais altas: Com a ampla adoção de novos dispositivos de potência, como GaN/SiC, as frequências de comutação das fontes de alimentação estão aumentando continuamente, impondo maiores exigências à ESR e à capacidade de corrente de ondulação dos capacitores para evitar o risco de paralisação do sistema.

YMIN IDC3

Redefinindo os limites de desempenho dos capacitores de alta tensão com tecnologia

Para enfrentar os desafios mencionados acima, a série YMIN IDC3 alcançou avanços abrangentes em três dimensões: materiais, estrutura e processo:

1. Revolução da Densidade: Aumento de 70% na capacitância em um formato de Φ30×70mm

Utilizando um encapsulamento compacto de capacitor em formato de corneta de Φ30×70mm, uma alta capacitância de 450V/1400μF é alcançada dentro das restrições de altura típicas de uma fonte de alimentação de servidor 1U padrão. Comparada a produtos tradicionais do mesmo tamanho, a capacidade é aumentada em mais de 70% (em comparação com a faixa de capacidade típica de capacitores líquidos em formato de corneta de Φ30×70mm e 450V comumente usados ​​no mercado), resolvendo efetivamente a contradição entre alta densidade de capacidade e espaço.

2. Revolucionário em termos de vida útil: durabilidade testada a 105 °C

Graças à formulação otimizada do eletrólito e à estrutura da folha anódica, a série IDC3 apresenta excelente desempenho de vida útil sob condições extremas de 105 °C. Esse design permite que os capacitores mantenham estabilidade a longo prazo no ambiente de alta temperatura dos data centers, solucionando o desafio da indústria relacionado à curta vida útil devido às altas temperaturas.

3. Adaptabilidade a altas frequências: Feito sob medida para a era GaN/SiC

Com um design de baixa ESR, ele suporta correntes de ondulação mais altas a 120 kHz. Essa característica permite que a série IDC3 se adapte melhor a topologias de comutação de alta frequência baseadas em GaN (nitreto de gálio)/SiC (carboneto de silício) (conforme as especificações da folha de dados), oferecendo forte suporte para melhorar a eficiência de fontes de alimentação de alta densidade de potência. Ao contrário da seleção tradicional de capacitores de barramento, que se concentra principalmente na ondulação de baixa frequência, as fontes de alimentação de alta densidade de potência para plataformas GaN/SiC exigem a verificação simultânea da ESR e da capacidade de suportar correntes de ondulação de alta frequência, conforme as especificações da folha de dados.

Nota: Os parâmetros principais neste artigo são provenientes deSérie YMIN IDC3Ficha técnica/relatório de teste; salvo indicação em contrário, a ESR/corrente de ondulação são descritas de acordo com as especificações da ficha técnica (por exemplo, 120kHz), e a versão mais recente da ficha técnica deve prevalecer.

Inovação Colaborativa: Verificação de Confiabilidade e Desempenho de 4,5 kW a 12 kW

A YMIN mantém uma profunda colaboração técnica com fabricantes líderes do setor de semicondutores de potência GaN, como a Navitas (de acordo com informações públicas). Em projetos de fontes de alimentação para servidores de IA, com potências que variam de 4,5 kW a 12 kW e até mesmo níveis mais altos, os capacitores eletrolíticos de alumínio de alta tensão com encaixe por pressão da série IDC3 demonstraram desempenho excepcional.

Este modelo de desenvolvimento colaborativo não só verifica a confiabilidade do produto, como também fornece uma base técnica sólida para a evolução contínua das fontes de alimentação para servidores de IA. A série IDC3 da YMIN tornou-se a solução preferida para diversos projetos de servidores de IA de ponta (de acordo com informações públicas), com desempenho comparável ao de marcas internacionais líderes.

Mais do que apenas produtos: como a YMIN fornece soluções de nível de sistema para servidores de IA.

Em uma era de crescimento exponencial da capacidade computacional da IA, a confiabilidade dos sistemas de alimentação é fundamental. A YMIN Electronics compreende profundamente os rigorosos requisitos do projeto de fontes de alimentação para servidores de IA e oferece ao setor uma solução completa que equilibra alta densidade de capacidade, longa vida útil e alta confiabilidade por meio da série IDC3.

A seguir, apresentamos uma referência típica de seleção para capacitores eletrolíticos de alumínio de alta tensão com encaixe por pressão (autossustentáveis ​​em substrato) da série IDC3 em fontes de alimentação para servidores de IA, ajudando você a atender rapidamente aos requisitos do sistema:

Tabela 1: Capacitores de encaixe líquido de alta tensão da série IDC3 – Recomendações de seleção

A inovação nunca para: a YMIN continua a fornecer energia estável para a infraestrutura de IA.

Na era da computação de alta potência, o fornecimento de energia estável é fundamental. A YMIN Electronics, com seus capacitores eletrolíticos de alumínio de alta tensão com encaixe por pressão da série IDC3 como núcleo, fornece continuamente suporte confiável em capacitores para infraestrutura de computação de IA. Não oferecemos apenas produtos, mas também soluções de sistema baseadas em profundo conhecimento tecnológico.

Ao projetar fontes de alimentação para servidores de IA de última geração, a YMIN está pronta para ajudá-lo a romper as barreiras de design com inovação tecnológica e, juntos, surfarmos na onda do poder computacional.

Seção de Perguntas e Respostas

P: Como os capacitores de alta tensão da série IDC3 da YMIN resolvem os principais problemas das fontes de alimentação de servidores de IA?

A: Os capacitores eletrolíticos de alumínio de alta tensão com encaixe por pressão da série YMIN IDC3 oferecem soluções em três dimensões:

① Design de alta densidade – Alcançando alta capacitância de 450V/1400μF em um tamanho de Φ30×70mm, aumentando a capacidade em mais de 70% em comparação com produtos do mesmo tamanho, resolvendo o conflito entre espaço e capacidade;

② Longa vida útil em altas temperaturas – A estrutura otimizada do eletrólito e do ânodo mantém uma vida útil de 3000 horas sob carga a 105°C, melhorando a confiabilidade do sistema a longo prazo;

③ Compatibilidade com alta frequência – Empregando um design de baixa ESR, suportando operação em alta frequência de 120kHz, com uma corrente de ondulação máxima de célula única de aproximadamente 4,12A (500V/1700μF, 120kHz; 450V/1400μF aproximadamente 2,75A, veja a tabela de seleção no final), compatível com topologias de alta frequência GaN/SiC, facilitando projetos de fontes de alimentação de alta densidade de potência.

Resumo no final do documento

Cenários aplicáveis: Projeto de front-end AC-DC para fonte de alimentação de servidores de IA, sistema de alimentação principal para data centers, fonte de alimentação para servidores de rack de alta densidade 1U, fonte de alimentação chaveada de alta frequência baseada em GaN/SiC, fonte de alimentação para computação de IA de alta densidade de potência (4,5 kW a 12 kW+).

Principais vantagens:

① Dimensão: Densidade de espaço, Descrição: Atinge 450V/1400μF em um tamanho de Φ30×70mm, com um aumento de capacidade de mais de 70% em comparação com tamanhos semelhantes, adaptável às limitações de altura de servidores 1U.

② Dimensão: Vida útil em altas temperaturas, Descrição: Mais de 3000 horas de vida útil sob carga a 105℃, adequado para ambientes operacionais de alta temperatura em centros de dados.

③ Dimensão: Desempenho em Alta Frequência, Descrição: Design de baixa ESR, capaz de suportar corrente de ondulação mais alta em frequências de 120 kHz, adaptável a topologias de alta frequência GaN/SiC.

④ Dimensão: Verificação do sistema, Descrição: Em colaboração com fabricantes como a Navitas, adequado para projetos de fontes de alimentação de servidores de IA de 4,5 kW a 12 kW+.

Modelos recomendados

Método de seleção em três etapas:

Passo 1: Selecione a tensão suportável com base na tensão do barramento e considere uma margem de redução (por exemplo, 450–500 V).

Etapa 2: Selecione a especificação de vida útil com base na temperatura ambiente e no projeto térmico (por exemplo, 105℃/3000h) e avalie o aumento de temperatura.

Etapa 3: Ajuste as dimensões de acordo com as restrições de altura/diâmetro do espaço (por exemplo, Φ30×70mm) e verifique a especificação de corrente de ondulação e ESR.