48V数据中心

48V数据中心解决方案

概述

当今的数据中心平均每个机架使用3kW至5kW,用于电源服务器,存储和网络架。大多数旨在为基本CPU提供动力,以便在高效率下运行。因此,传统的12V电源体系结构已被广泛接受和实施。

随着对云计算,AI应用程序以及高功率处理器和加速器的需求的增长,数据中心正在发展以满足新的高功率要求。例如,整个电源系统的早期AI市场超级计算机需要3200W。第二代的电力需求增加了三倍,导致整个电源系统10kW。由于在分发高电流中损失的功率增加了电流的平方(i2r),必须在背板或接线线束中使用更多的铜来控制分配损失。最终,这限制了系统的功率传递。

为了满足行业的新电力需求,国会议员使用48V分配电压开发了一种新的电源架构,该电压能够减少16倍的发电机损耗,此外还提出了48V数据中心解决方案,以应对新的设计挑战。

图1:传统的12V电源分配

议员48V电源结构

48V电源结构:MPS的新48V至4.8V系统

图2:48V电源结构 - MPS 4V至6V系统

  • 总体系统效率得到了极大的优化
  • 第一阶段解决方案:MPS LLC电源模块OB欧宝手机app
    • 10:1输入比率
    • 以各种力量提供
    • 并行操作
  • 第二阶段解决方案:数字多相控制器 +低压Intelli-ChaseTM值
    • 低压Intelli-相TM值欧宝娱乐APP最新版本的产品使用专利技术来提高性能,包括效率,功率密度和整体性能,同时减少电力输送网络(PDN)的损失
    • 低压Intelli-相TM值设备提供国会议员的专有占地面积,这有助于降低整体解决方案尺寸

Intelli-phaseTM值是国会议员的最先进的权力阶段。国会议员的DRMO使用我们的整体过程来大大提高性能,并结合了高级功能,包括当前的感官,温度感和故障报告。

MPS 48V功率结构:重新授权12V系统

图3:48V电源结构 - MPS 10V至15V系统

Intelli-Module:Intelli-Module是MPS作为第二阶段解决方案的一部分的最新开放式功率模块。Intelli-Module可实现高功率密度,并优化空间约束应用中的热性能。

  • 最简单的48V迁移方法,因为它可以重复使用现有的12V系统
  • 第一阶段解决方案:MPS LLC电源模块,4:1输入比率或4OB欧宝手机app:1 STC拓扑
  • 第二阶段解决方案:数字多相控制器 + Intelli-Module或Intelli-phaseTM值
    • Intelli-phaseTM值家庭提供连续的当前评级,最高为90a每个IC
    • Intelli-phaseTM值设备以通用足迹或国会议员专有的足迹MPS 48V电源结构提供
    • Intelli-Module提供最高120A的连续当前评分

48V至12V转换的拓扑

48V至12V转换的两个通常看到的拓扑是LLC和STC。LLC(电感器电感器电容器)是一种共振拓扑,由两个电感器和一个电容器组成。它允许主开关的零电流切换,从而大大降低开关损耗并提高效率。请参见下文,例如LLC共振转换器。

STC(开关坦克电容器)是另一种共振拓扑,主要使用电容器网络从48V输入到12V输出。请参阅下面的STC转换器的示例。

图4:LLC转换器

图5:STC转换器

LLC和STC比较
LLC STC
适合任何当前/电源应用 适用于低于500W的应用

整体表现:

- 高功率密度

- PDN损失低

- 使用10:1电源时效率

整体表现:

- 较低的功率密度

- 较高的PDN损失

- 与4:1 LLC电源模块的可比效率

可扩展且可互换 充分理解的拓扑
较小的整体溶液尺寸 较大的总体解决方案尺寸
LLC和STC比较
LLC
适合任何当前/电源应用

整体表现:

- 高功率密度

- PDN损失低

- 使用10:1电源时效率

可扩展且可互换
较小的整体溶液尺寸
STC
适用于低于500W的应用

整体表现:

- 较低的功率密度

- 较高的PDN损失

- 与4:1 LLC相当的效率

充分理解的拓扑
较大的总体解决方案尺寸

第一阶段解决方案:电源模块和组件OB欧宝手机app

MPC1100A-54- 高效率,无异差,固定比例数字DC/DC 300W电源模块

MPC1100A-54是具有连续电源的开放式数字DC/DC电源模块,最大为300W。该模块最多接受60V输入,并以10:1输出比率配置。它提供了具有多个时间可编程性(MTP)的数字控制器,可以轻松配置以快速启动系统并细微地适应系统要求。

图6:MPC1100A-54-xxxx

MPC11057-54-0750- 高效率,无异差,固定比例数字DC/DC 750W电源模块

MPC11057-54-0750是具有连续电源的开放式数字DC/DC电源模块,最高为750W。该模块最多接受60V输入,并以10:1输出比率配置。它提供了具有多个时间可编程性(MTP)的数字控制器,可以轻松配置以快速启动系统并细微地适应系统要求。

图8:MPC11057-54-0750-XXXX

MPC12106-54-0750- 高效率,无异差,固定比例数字DC/DC 750W电源模块

MPC12106-54-0750是具有连续电源的开放式数字DC/DC电源模块,最高为750W。该模块最多接受60V输入,并以4:1输出比率配置。它提供了具有多个时间可编程性(MTP)的数字控制器,可以轻松配置以快速启动系统并细微地适应系统要求。

MPC12106
48V模块组件
产品类型 零件号 部分说明 特征
LLC控制器

MP2981

具有PMBUS/I2C接口的数字LLC控制器

智能PWM用于软开关

符合内置NVM的PMBUS

电压/温度传感和保护

STC控制器

MP2892

具有PMBUS/I2C接口的数字STC控制器

智能PWM用于软开关

符合内置NVM的PMBUS

电压/温度传感和保护

同步整流器

MP8500

18V,50A双通道,高电流同步整流器

电流传感和温度传感

MPS LLC控制器的频率跟踪

适合大多数共振电路

gan/mosfet驱动程序

MP8699B

半桥gan/mosfet驾驶员

内部引导电源电压夹紧

HS&L可以漂浮并运行高达100VDC

短传播延迟

48V模块组件
产品类型 LLC控制器
零件号

MP2981

部分说明

具有PMBUS/I2C接口的数字LLC控制器

特征

智能PWM用于软开关

符合内置NVM的PMBUS

电压/温度传感和保护

产品类型 STC控制器
零件号

MP2892

部分说明

具有PMBUS/I2C接口的数字STC控制器

特征

智能PWM用于软开关

符合内置NVM的PMBUS

电压/温度传感和保护

产品类型 同步整流器
零件号

MP8500

部分说明

18V,50A双通道,高电流同步整流器

特征

电流传感和温度传感

MPS LLC控制器的频率跟踪

适合大多数共振电路

产品类型 gan/mosfet驱动程序
零件号

MP8699B

部分说明

半桥gan/mosfet驾驶员

特征

内部引导电源电压夹紧

HS&L可以漂浮并运行高达100VDC

短传播延迟

第二阶段解决方案:数字多相控制器 + Intelli-ChaseTM值或Intelli-Module

国会议员具有用于数字多相控制器和Intelli-phase的强大产品组合TM值解决方案。有关更多信息,请访问服务器和电信。

图9:第二阶段数字多相控制器 + Intelli-PhuseTM框图

  • 数字多相控制器特征:
    • 专利的恒定时间(COT)控制
    • 多个循环,灵活的相位分配
    • 接口选项:SVIC,SVI2/3,OVR或AVSBUS和PMBUS
    • 故障处理和遥测功能
  • Intelli-phase特征:
    • 设备家庭范围从10a到90a
    • 宽fSW范围:瞬态与效率之间的平衡
    • 内置ZCD,OCP,NOCP,OTP和SCP
    • 最小的外部组件
  • Intelli-Module功能:
    • 空间约束应用中的高功率密度
    • 灵活的输出分配
    • 欧宝体育总公司支持平行操作以进行更高的动力传递
产品信息。
功率结构 产品类型 零件号 部分说明
12V&MPS的新4V至6V体系结构 数字多相控制器

MP2888A

MP2882(接触样品)

MP2973(接触样品)

单环,10相多相控制器

双环,16阶段的数字多相控制器

双环,12阶段数字多相控制器

12V架构

Intelli-phaseTM值

Intelli-Module

MP86956

MP86936

MP87006(接触样品)

MPC22161或者(接触样品)

MPC22163

16V,70A Intelli-phase 5mmx6mm包装

3mmx6mm包装中的16V,60a Intelli-phase

4mmx6mm包装中的16V,90A Intelli-相系

16V,120a Intelli-Module,9mmx10mm足迹

16V,130a Intelli-Module,9mmx10mm足迹

国会议员的新4V至6V架构 Intelli-phaseTM值

MP86972

MP86976(接触样品)

3mmx6mm包装中的12V,60a Intelli-phase

7V,3mmx6mm包装中的70a Intelli-相系

产品信息。
功率结构 12V Legacy&MPS的新4V至6V体系结构
产品类型 部分说明
数字多相控制器

MP2888A

单环,10相多相控制器

MP2882

双环,16阶段的数字多相控制器

(接触样品)

MP2973

双环,12阶段数字多相控制器

(接触样品)

功率结构 12V传统体系结构
产品类型 部分说明

Intelli-phaseTM值

Intelli-Module

MP86956

16V,70A Intelli-phase 5mmx6mm包装

MP86936

3mmx6mm包装中的16V,60a Intelli-phase

MP87006

4mmx6mm包装中的16V,90A Intelli-相系

(接触样品)

MPC22161

16V,120a Intelli-Module,9mmx10mm足迹

(接触样品)

MPC22163

16V,130a Intelli-Module,9mmx10mm足迹

功率结构 国会议员的新4V至6V架构
产品类型 部分说明
Intelli-phaseTM值

MP86972

3mmx6mm包装中的12V,60a Intelli-phase

(接触样品)

MP86976

7V,3mmx6mm包装中的70a Intelli-相系

(接触样品)

MPS 48V数据中心解决方案

  • 最终决定是否是:
    • 完全使用48V电源体系结构重新设计
    • 从12V迁移到48V电源架构,或
    • 重新授予现有的12V架构

国会议员已经开发了一项全面的产品组合,以满足该行业的新功能要求。我们的48V数据中心解决方案旨在解决功率分配损失,并在空间约束环境中保持高功率密度和效率。下表总结了使用不同拓扑结构的600W,20阶段多相功能设计的48V功率结构。

产品信息。
功率结构 拓扑 总尺寸(mm2 功率密度(w/in3 PDN电阻(µΩ) PDN损失 @600W(W) 第一阶段效率 @600W 第二阶段效率 @600W 总效率@600W(包括PDN损失)
12V架构 4:1 LLC+ 20相5mmx6mm Intelli-ChaseTM值

4240

91.3

200

72

48V至12V:92.0%

12V至0.8V:92.0%

48V至0.8V:81.4%

国会议员的新4V至6V架构 10:1 LLC+ 20相3mmx6mm Intelli-ChaseTM值

1972年

196.3

50

18

48V至4.8V:97.4%

4.8V至0.8V:91.1%

48V至0.8V:86.4%

产品信息。
功率结构 12V传统体系结构 国会议员的新4V至6V架构
拓扑 4:1 LLC+ 20相5mmx6mm Intelli-ChaseTM值 10:1 LLC+ 20相3mmx6mm Intelli-ChaseTM值
总尺寸(mm2

4240

1972年

功率密度(w/in3

91.3

196.3

PDN电阻(µΩ)

200

50

PDN损失 @600W(W)

72

18

第一阶段效率 @600W

48V至12V:92.0%

48V至4.8V:97.4%

第二阶段效率 @600W

12V至0.8V:92.0%

48V至0.8V:91.1%

总效率@600W(包括PDN损失)

2V至0.8V:81.4%

48V至0.8V:86.4%

48V数据中心解决欧宝娱乐APP最新版本的方案的更多MPS产品

除了为高电流和高功率应用提供服务外,国会议员还拥有广泛的产品组合,其中包括负载点(POL)升压转换器和保护设备(例如Intelli-Fuse),以实现更大的功率应用程序需要48V数据中心设计。

图10:48V数据中心设计的MPS电力产品欧宝娱乐APP最新版本的

产品信息。
产品类型 零件号 部分说明
负载点(POL)降低转换器

MPQ8645P

MP9940B(接触样品)

MPQ8633A/MPQ8633B

MPQ8626

16V,30a,可扩展,数字,同步的升压转换器与PMBUS

Digital,15a,SVID升压转换器,带有VR13和IMVP8/9的PMBU

16V,12A/20A,高效率,具有可调电流Limi,可编程频率和电压跟踪的统一升压转换器

16V,6A,高效率,统一的降级转换器,具有可调电流极限

Intelli-Fuse

MP5048

MP5921

MP5023

60V,15A,7MΩ热量智能 - 智能解决方案

16V,50A,1MΩRD(ON)热 - 换智能解决方案

16V,50A,1.1MΩ热-SHAP INTELLI-FUSE与PMBUS

产品信息。
产品类型 部分说明
负载点(POL)降低转换器

MPQ8645P

16V,30a,可扩展,数字,同步的升压转换器与PMBUS

MP9940B

Digital,15a,SVID升压转换器,带有VR13和IMVP8/9的PMBU

(接触样品)

MPQ8633A/MPQ8633B

16V,12A/20A,高效率,具有可调电流Limi,可编程频率和电压跟踪的统一升压转换器

MPQ8626

16V,6A,高效率,统一的降级转换器,具有可调电流极限

Intelli-Fuse

MP5048

60V,15A,7MΩ热量智能 - 智能解决方案

(接触样品)

MP5921

16V,50A,1MΩRD(ON)热 - 换智能解决方案

MP5023

16V,50A,1.1MΩ热-SHAP INTELLI-FUSE与PMBUS

文章

使用两阶段解决方案提高数据中心的功率密度和功效,用于48V电源分布

使用数字多相控制器为数据中心供电

视频

CPU,SOC或ASIC电源控制器的48V-1V。