Los héroes ocultos tras la potencia informática de la IA: cómo los condensadores de alto voltaje de producción nacional (Φ30×70 mm, 450 V/1400 µF, 105 ℃/3000 H) resuelven tres grandes desafíos en las fuentes de alimentación de servidores.

Con el crecimiento explosivo de la potencia de procesamiento de IA, los centros de datos experimentan una presión de actualización sin precedentes. Como núcleo de potencia de los servidores de IA, el diseño de fuentes de alimentación frontales CA-CC se enfrenta a desafíos sin precedentes: ¿cómo lograr una mayor densidad de potencia, una mayor vida útil y una mayor fiabilidad en un espacio limitado? Esto no es solo un problema técnico, sino también crucial para garantizar la producción continua y estable de potencia de procesamiento de IA.

YMIN Electronics, un proveedor líder de soluciones de condensadores domésticos con años de experiencia en el campo de los condensadores de alto voltaje, ha lanzado la serie IDC3 de condensadores electrolíticos de aluminio de encaje a presión líquidos de alto voltaje para abordar las necesidades específicas de las fuentes de alimentación de servidores de IA, proporcionando una solución técnica innovadora para resolver los puntos débiles de la industria.

Condiciones de funcionamiento

• Ubicación: Condensador de almacenamiento/filtro de energía después del PFC (corrección del factor de potencia) del frontend de CA-CC, enlace de CC (bus de CC) (solución típica)

• Potencia: 4,5 kW–12 kW+; Factor de forma: Fuente de alimentación de servidor de montaje en rack 1U/fuente de alimentación principal del centro de datos

• Frecuencia: Con la creciente aplicación de GaN (nitruro de galio)/SiC (carburo de silicio), la frecuencia de conmutación suele estar en el rango de decenas de kHz a cientos de kHz (según el proyecto; este artículo cita una especificación como 120 kHz).

• Operación y calor: Los centros de datos generalmente operan las 24 horas del día, los 7 días de la semana; la fuente de alimentación tiene una alta densidad de calor interna, lo que requiere atención a la temperatura de la caja del capacitor y la reducción de su vida útil (condiciones típicas de operación a alta temperatura).

Tres grandes desafíos: Develando el dilema del condensador de alto voltaje en el diseño de fuentes de alimentación para servidores de IA

En el diseño de secciones de CA-CC de fuentes de alimentación de servidores de IA y fuentes de alimentación principales de centros de datos, los ingenieros generalmente enfrentan tres desafíos principales:

① La contradicción entre espacio y capacidad: En el reducido espacio de un servidor de montaje en rack de 1U, los condensadores de bocina tradicionales de tamaño estándar suelen enfrentarse al dilema de su tamaño limitado. Lograr suficiente capacidad de almacenamiento de energía en una altura limitada es un reto crucial que debe superarse al diseñar fuentes de alimentación de alta densidad de potencia.

② Desafíos de vida útil en entornos de alta temperatura: Las salas de servidores de IA suelen ser entornos de alta temperatura, lo que ejerce una gran presión sobre la gestión térmica de la fuente de alimentación. El rendimiento del condensador de 450 V/1400 μF bajo el desafío de vida útil de 105 °C afecta directamente la fiabilidad a largo plazo del sistema.

③ Requisitos de rendimiento bajo la tendencia de mayor frecuencia: con la adopción generalizada de nuevos dispositivos de potencia como GaN/SiC, las frecuencias de conmutación de la fuente de alimentación aumentan continuamente, lo que impone mayores demandas en las capacidades de ESR y corriente de ondulación de los capacitores para evitar el riesgo de tiempo de inactividad del sistema.

YMIN IDC3

Redefiniendo los límites de rendimiento de los condensadores de alto voltaje con tecnología

Para abordar los desafíos mencionados anteriormente, la serie YMIN IDC3 ha logrado avances integrales en tres dimensiones: materiales, estructura y proceso:

1. Revolución de densidad: aumento de capacitancia del 70 % en un rango de Φ30 × 70 mm

Utilizando un encapsulado compacto de condensadores en forma de cuerno de Φ30×70 mm, se logra una alta capacitancia de 450 V/1400 μF dentro de las limitaciones de altura típicas de una fuente de alimentación de servidor 1U estándar. En comparación con productos tradicionales del mismo tamaño, la capacidad se incrementa en más de un 70 % (en comparación con el rango de capacidad típico de los condensadores líquidos en forma de cuerno de Φ30×70 mm y 450 V comúnmente utilizados en la industria), lo que resuelve eficazmente la contradicción entre alta densidad de capacidad y espacio.

2. Avance en la vida útil: durabilidad probada a 105 ℃

Gracias a la formulación optimizada del electrolito y la estructura de la lámina del ánodo, la serie IDC3 ofrece una excelente vida útil bajo condiciones extremas de 105 °C. Este diseño permite que los condensadores mantengan una estabilidad a largo plazo en el entorno de alta temperatura de los centros de datos, lo que facilita la solución del problema de la corta vida útil causada por las altas temperaturas.

3. Adaptabilidad de alta frecuencia: hecha a medida para la era GaN/SiC

Gracias a su diseño de baja ESR, puede soportar una mayor corriente de rizado a 120 kHz. Esta característica permite a la serie IDC3 adaptarse mejor a las topologías de conmutación de alta frecuencia basadas en GaN (nitruro de galio)/SiC (carburo de silicio) (según las especificaciones de la hoja de datos), lo que proporciona un sólido soporte para mejorar la eficiencia de las fuentes de alimentación de alta densidad de potencia. A diferencia de la selección tradicional de condensadores de bus, que se centra principalmente en el rizado de baja frecuencia, las fuentes de alimentación de alta densidad de potencia para plataformas de GaN/SiC requieren la verificación simultánea de la ESR y la capacidad de corriente de rizado de alta frecuencia según las especificaciones de la hoja de datos.

Nota: Los parámetros clave en este artículo son deSerie YMIN IDC3Hoja de datos/informe de prueba; a menos que se especifique lo contrario, la ESR/corriente de ondulación se describe de acuerdo con las especificaciones de la hoja de datos (por ejemplo, 120 kHz) y prevalecerá la última versión de la hoja de datos.

Innovación colaborativa: verificación de fiabilidad y rendimiento de 4,5 kW a 12 kW

YMIN mantiene una estrecha colaboración técnica con fabricantes líderes de semiconductores de potencia de GaN, como Navitas (según información pública). En proyectos de suministro de energía para servidores de IA, con potencias de entre 4,5 kW y 12 kW, e incluso superiores, los condensadores electrolíticos de aluminio de alta tensión de encaje a presión de la serie IDC3 han demostrado un rendimiento excepcional.

Este modelo de desarrollo colaborativo no solo verifica la fiabilidad del producto, sino que también proporciona una sólida base técnica para la evolución continua de las fuentes de alimentación para servidores de IA. La serie IDC3 de YMIN se ha convertido en la solución preferida para varios proyectos de servidores de IA de alta gama (según información pública), con un rendimiento comparable al de las principales marcas internacionales.

Más que solo productos: cómo YMIN ofrece soluciones a nivel de sistema para servidores de IA

En una era de crecimiento explosivo en la potencia de procesamiento de IA, la fiabilidad de los sistemas de alimentación es fundamental. YMIN Electronics comprende a fondo los exigentes requisitos de diseño de fuentes de alimentación para servidores de IA y ofrece a la industria una solución completa que equilibra alta densidad de capacidad, larga vida útil y alta fiabilidad con la serie IDC3.

La siguiente es una referencia de selección típica para capacitores electrolíticos de aluminio de alto voltaje con conexión a presión líquida (sustrato autoportante) de la serie IDC3 en fuentes de alimentación para servidores de IA, lo que le ayuda a cumplir rápidamente con los requisitos del sistema:

Tabla 1: Condensadores líquidos de alta tensión de encaje a presión de la serie IDC3: recomendaciones de selección

La innovación nunca se detiene: YMIN continúa brindando energía estable para la infraestructura de IA

En la era de la potencia informática, un suministro de energía estable es fundamental. YMIN Electronics, con sus condensadores electrolíticos de aluminio líquido de alta tensión de encaje a presión serie IDC3 como base, proporciona continuamente un soporte fiable de condensadores para la infraestructura de computación de IA. No solo ofrecemos productos, sino también soluciones integrales basadas en un profundo conocimiento tecnológico.

Cuando esté diseñando fuentes de alimentación para servidores de IA de próxima generación, YMIN está listo para ayudarlo a superar los límites del diseño con innovación tecnológica y aprovechar conjuntamente la ola del poder informático.

Sección de preguntas y respuestas

P: ¿Cómo resuelven los condensadores de alto voltaje de la serie IDC3 de YMIN los problemas de las fuentes de alimentación de los servidores de IA?

A: Los condensadores electrolíticos de aluminio de encaje a presión de alto voltaje de la serie YMIN IDC3 ofrecen soluciones en tres dimensiones:

① Diseño de alta densidad: logra una alta capacitancia de 450 V/1400 μF en un tamaño de Φ30 × 70 mm, lo que aumenta la capacidad en más del 70 % en comparación con productos del mismo tamaño y resuelve el conflicto entre espacio y capacidad;

② Larga vida útil a alta temperatura: la estructura optimizada del electrolito y del ánodo mantiene una vida útil de carga de 3000 horas a 105 ℃, lo que mejora la confiabilidad del sistema a largo plazo;

③ Compatibilidad de alta frecuencia: emplea un diseño de ESR bajo, que admite una operación de alta frecuencia de 120 kHz, con una corriente de ondulación de celda única máxima de aproximadamente 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF aproximadamente 2,75 A, consulte la tabla de selección al final), compatible con topologías de alta frecuencia de GaN/SiC, lo que facilita diseños de fuentes de alimentación de alta densidad de potencia.

Resumen al final del documento

Escenarios aplicables: Diseño frontal de CA-CC para fuente de alimentación de servidor de IA, sistema de suministro de energía principal del centro de datos, fuente de alimentación de servidor de montaje en rack de alta densidad 1U, fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia basada en GaN/SiC, fuente de alimentación de computación de IA de alta densidad de potencia (4,5 kW-12 kW+)

Ventajas principales:

① Dimensión: Densidad espacial, Descripción: Alcanza 450 V/1400 μF en un tamaño de Φ30×70 mm, con un aumento de capacidad de más del 70 % en comparación con tamaños similares, adaptable a las limitaciones de altura del servidor 1U.

② Dimensión: Vida útil a alta temperatura, Descripción: Más de 3000 horas de vida útil a 105 ℃, adecuado para entornos operativos de alta temperatura en centros de datos.

③ Dimensión: Rendimiento de alta frecuencia, Descripción: Diseño de ESR bajo, puede soportar una corriente de ondulación más alta a una frecuencia alta de 120 KHz, adaptable a topologías de alta frecuencia GaN/SiC.

④ Dimensión: Verificación del sistema, Descripción: Colaboró ​​con fabricantes como Navitas, adecuado para proyectos de suministro de energía de servidor de IA de 4,5 kW a 12 kW+.

Modelos recomendados

Método de selección de tres pasos:

Paso 1: Seleccione la clasificación de voltaje soportado en función del voltaje del bus y permita un margen de reducción (por ejemplo, 450–500 V).

Paso 2: Seleccione la especificación de vida útil según la temperatura ambiente y el diseño térmico (por ejemplo, 105 ℃/3000 h) y evalúe el aumento de temperatura.

Paso 3: Haga coincidir las dimensiones según las restricciones de altura/diámetro del espacio (por ejemplo, Φ30×70 mm) y verifique la corriente de ondulación y la especificación ESR.