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　　AI数据中心作为数字时代的核心基础设施★◈★★◈，承担着海量数据的存储★◈★★◈、处理和传输任务★◈★★◈，而供电系统是其稳定运行的“生命线”★◈★★◈。随着云计算★◈★★◈、大数据★◈★★◈、人工智能等技术的快速发展★◈★★◈，数据中心规模不断扩大★◈★★◈，算力需求持续攀升★◈★★◈，对电力的依赖程度也日益加深★◈★★◈。在一些超大型数据中心★◈★★◈，电力需求动辄几十兆瓦乃至上百兆瓦★◈★★◈，相当于一个小型城镇的用电量向日葵app下载汅api免费丝瓜ios在线观看★◈★★◈。根据《能源与人工智能（AI）报告》显示★◈★★◈，2024 年★◈★★◈，数据中心占全球电力消耗（415 太瓦时）的1.5% 左右★◈★★◈，预计这一数字将呈指数级增长★◈★★◈。预计到2030 年★◈★★◈，全球数据中心的电力需求将增加一倍以上★◈★★◈，达到约945 太瓦时★◈★★◈，相当于全球总用电量的近3%★◈★★◈，略高于日本目前的用电量★◈★★◈。

　　一方面★◈★★◈，数据中心需要持续★◈★★◈、稳定的电力供应★◈★★◈，一旦断电★◈★★◈，可能导致数据丢失★◈★★◈、业务中断★◈★★◈，造成巨大损失★◈★★◈；另一方面★◈★★◈，为了应对高负载需求★◈★★◈，供电系统还需具备高效★◈★★◈、节能的特点★◈★★◈，以降低运营成本和能源消耗★◈★★◈，符合绿色低碳的发展趋势★◈★★◈。

　　当前数据中心供电系统AC部分主流的的拓扑由UPS＋PSU组成★◈★★◈，UPS为备份电源★◈★★◈，PSU为服务器电源★◈★★◈，完整的工作流程如下★◈★★◈：市电经高压配电站降压后流向低压配电站★◈★★◈，同时这部分往往会有柴油发电机作为备份★◈★★◈，再由低压配电站流经UPS（不间断电源）系统并维持220V/380VAC配电★◈★★◈，之后经配电单元与PSU（机柜电源模块）输出48V/12VDC到服务器端★◈★★◈，12VDC以下的负载端供电部分见我司另一篇微信文章《Sunlord破解AI服务器供电难题★◈★★◈！揭秘高效bifa★◈★★◈、小型化电感黑科技》★◈★★◈。

　　其中UPS由整流★◈★★◈、逆变和静态开关三部分组成★◈★★◈，正常情况下市电直连静态开关为PSU供电bifa★◈★★◈，同时通过整流器为备用电池充电★◈★★◈；当市电出现故障时★◈★★◈，则备用电池中储存的电能通过逆变器逆变为PSU提供短时间供电★◈★★◈，以确保数据不会丢失★◈★★◈，主路再次接管供电★◈★★◈。

　　PSU部分先经EMI滤波★◈★★◈，再经PFC电路功率因数校正★◈★★◈，通过移相全桥拓扑或LLC拓扑实现降压转化输出给负载★◈★★◈，负载一般输出48V/12VDC★◈★★◈。 PSU和UPS部分的磁性器件产品Sunlord都可以配合定制★◈★★◈，并且已有配合多家数据中心电源客户的成功案例★◈★★◈。

　　因服务器功率的增加★◈★★◈，传统的DC12V母线系统已经达到瓶颈★◈★★◈，若电压不变★◈★★◈，则其损耗将越来越大★◈★★◈。因此DC48V总线系统横空出世★◈★★◈，电流变为原来的1/4★◈★★◈，则损耗为原来的1/16★◈★★◈，但是DC48V系统还需要进一步转换成DC12V电压才能给主板供电★◈★★◈，对此行业内出现了几种主流方案的应用★◈★★◈：

　　（1）LLC拓扑★◈★★◈：采用将变压器初次级设计在PCB板上★◈★★◈，再扣上磁芯的方式形成平面变压器★◈★★◈，通过匝比实现降压功能★◈★★◈。Sunlord拥有专业且强大的材料研发团队★◈★★◈，实现高性能材料研发★◈★★◈，能为客户提供定制化磁芯★◈★★◈。

　　（2）ZSC谐振拓扑★◈★★◈：通过开关和电容配合实现高电压到低电压的转换★◈★★◈，其中需要电感与电容谐振来实现软开关降低损耗★◈★★◈，Sunlord可以提供与电容谐振的电感产品★◈★★◈。

　　（3）多相Buck拓扑★◈★★◈：通过多路Buck电感进行降压功能向日葵app下载汅api免费丝瓜ios在线观看★◈★★◈，业内采用耦合电感居多★◈★★◈，Sunlord可以提供这类产品★◈★★◈。耦合电感优势为★◈★★◈：可以使用更小感值★◈★★◈、缩小尺寸★◈★★◈、减少所需的滤波电容★◈★★◈、大大提升瞬态响应★◈★★◈。

　　当前数据中心供电系统需要经过多次AC-DC-ACDC★◈★★◈，每个环节都伴随着损耗★◈★★◈，因此其效率会有所下降★◈★★◈，且随着AI 算力需求的激增★◈★★◈，所需的电力越来越多★◈★★◈，单个系统所浪费的能量若乘以整个数据中心★◈★★◈，这将会是一份可怕的电力资源浪费★◈★★◈。因此★◈★★◈，业内的专家们推陈出新提出了新型的HVDC架构★◈★★◈，即高压直流输电向日葵app下载汅api免费丝瓜ios在线观看★◈★★◈，以此来降低损耗★◈★★◈。

　　HVDC（High-Voltage Direct Current） 是一种利用直流电进行大容量★◈★★◈、长距离电力传输的技术bifabifa★◈★★◈。顾名思义★◈★★◈，相较于前述的UPS+PSU 输出DC48V/12 V 给服务器主板★◈★★◈，HVDC 可以输出更高等级的直流母线V★◈★★◈，再通过DC-DC 的电源模块将DC240V 电压降压为DC48V★◈★★◈，且将传统UPS 的铅蓄电池替换成锂电池BBU★◈★★◈，并取消了UPS 逆变和整流的环节★◈★★◈，大大提升了电力传输的转化效率★◈★★◈。

　　随着服务器机柜功率越来越大★◈★★◈，母线电压也在逐渐上升以降低损耗★◈★★◈，并且从电网到高压直流输出之间的转换环节也在不断减少★◈★★◈，据英伟达在GTC 2025大会描述★◈★★◈，如果1 MW的机柜若采用DC48V母线 千克铜材★◈★★◈，而若采用DC800V 的架构★◈★★◈，则使用的铜材将减少45%★◈★★◈。因此业内出现了如下两种方案实现高压直流母线★◈★★◈：巴拿马电源和SST 固态变压器★◈★★◈，从电网直接转换输出高压直流★◈★★◈。

　　巴拿马电源是一种将交流10kV直接转换为直流240V/336V的一体化供电系统★◈★★◈，其名称灵感来源于巴拿马运河“缩短航程”的理念★◈★★◈，旨在通过优化供电链路减少能量转换环节★◈★★◈，提升整体效率★◈★★◈，其主要优势在于★◈★★◈：将10kVAC中压配电★◈★★◈、移相变压器★◈★★◈、整流模块★◈★★◈、直流输出等环节集成于一体★◈★★◈，省去传统低压配电和冗余设备★◈★★◈，大大降低占用体积★◈★★◈，提升转换效率★◈★★◈。

　　随着电力电子技术和半导体的发展★◈★★◈，固态变压器（Solid-state Transformer, SST）的应用发展日趋成熟★◈★★◈。除了基本的电气隔离和电压转换的功能★◈★★◈，固态变压器还可以实现无功补偿★◈★★◈、功率调节与控制以及多端口接入等功能★◈★★◈，功率范围从30 KW-60KW至1MW及以上★◈★★◈。

　　SST可以实现从电网10 KVAC直接一步到位转换为480VAC 电压★◈★★◈， 再通过PSU升压为高达800V/±400VDC的直流母线电压给到IT计算机柜单元★◈★★◈，其占用的体积进一步减小★◈★★◈，损耗进一步降低★◈★★◈，实现更高的转化效率★◈★★◈。

　　从上述架构图可以看出★◈★★◈，未来随着单个机柜的功率不断上升甚至达到1MW的情况下向日葵app下载汅api免费丝瓜ios在线观看bifa★◈★★◈，业内提出了Sidecar边柜的解决方案★◈★★◈，通俗来讲就是将供电电源系统Power Rack与IT Rack分离开★◈★★◈，通过Power Rack输出电压集中供电★◈★★◈，此方案可以进一步提升机柜的最大功率★◈★★◈，提升输出母线 DC-DC部分

　　采用HVDC 拓扑架构后输出母线VDC★◈★★◈，则在这些高压直流和48V/12VDC 之间还需要一个直流降压转换的模块★◈★★◈，业内目前较为普遍的是多个扣磁芯的LLC的平面变压器级联的拓扑★◈★★◈，如下以DC400V—DC50V为例★◈★★◈：

　　顶部和底部各2个LLC模块★◈★★◈，共4 个LLC平面变压器★◈★★◈，4路级联★◈★★◈，单路100V★◈★★◈，其优势为★◈★★◈：①便于绕组设计和实现★◈★★◈；②有利于散热★◈★★◈；③可以互为备份★◈★★◈；④可以灵活设计为其他负载供电★◈★★◈。

　　系统架构总括如下图所示★◈★★◈，为未来HVDC 800 V 的供电方案框图★◈★★◈，将会采用多种转换形式并存的架构★◈★★◈：

　　其中一路由市电10KVAC输入通过变电站降压至480V/380VAC★◈★★◈，再通过整流升压输出800VDC★◈★★◈；另一路由市电10KVAC通过SST固态变压器一部到位★◈★★◈，输出800VDC★◈★★◈；备份电源BBU（电池）在故障时提供临时电力★◈★★◈，CBU（超级电容）实现调峰平滑波动bifabifa★◈★★◈，提升电网稳定性★◈★★◈；还会有风能★◈★★◈、光伏等绿色能源向日葵app下载汅api免费丝瓜ios在线观看★◈★★◈，输出800 VDC 接入★◈★★◈，实现直流微电网★◈★★◈；并且未来机房供电的趋势是将电源柜和IT 柜分离开★◈★★◈，通过汇流排连接相邻IT 机架实现集中供电★◈★★◈。必发官方网站★◈★★◈。bifa必发国际★◈★★◈，必发bifa官方网站★◈★★◈。