瞭解电源模组:设计原则、规格、应用和我们的建议

2024-07-29

瞭解电源模组:设计原则、规格、应用和我们的建议

 

电源模组在现代电子系统中起着至关重要的作用,在广泛的应用中提供稳定高效的电源转换。在本文中,我们将探讨电源模组的设计原理、规格和应用,并以全汉的顶级电源模组推荐作為总结。

 

设计原则

功率模组本质上是一种集成式的电源供应器,将功率半导体(如氮化鎵或碳化硅)、控制电路(数位或类比)和被动元件(如电感器、变压器和电容器)整合在一个单一封装中。以下是一些基本的设计原则:

集成度:

电源模组集成了多个元件,减少了对外部电路的需求。这简化了系统设计和管理,增强了可靠性、EMC合规性和系统灵活性。

效率:

高效的电源转换至关重要。出色的模块设计可较大限度地降低开关和传导损耗,从而在各种负载条件下提供高效率。它应符合最新的节能标準和测试準则,如80PLUS®效率标準或欧盟能效要求。

热管理:

当电源模组安装在安全限制和多样化工业环境中运行的系统中时,确保有效的散热设计非常重要。通常,该模组的工作温度范围為 -40°C 至 70°C,具有减额曲线或额外的气流。高效的电源拓扑和元件降额準则是有效热管理的关键。

保护功能:

电源模组集成了过电流、过电压、过热保护等保护功能,可防止损坏模组和连接的系统元件。

并联运行:

如果模组中包含冗餘设计,则应包括 Oring 器件和电路,以支援并联运行的模组。并联运行可提高系统可用性和可靠性,并增加功率输出。此功能对於任务关键型应用程式尤為重要,例如用於训练或推理的 AI 伺服器。

数位通信:

电源模组应能够与系统协同工作和通信,使模组能够作為系统中的关键元件进行监视和控制,由系统板管理控制器(BMC)及其通信协议进行管理。

数位控制:

作為数位通信的扩展功能,电源模组应準备好接受来自系统管理的命令,并回应结果和相关活动。例如,可以根据系统的散热要求控制 PSU 中的风扇,或者由於系统峰值负载,可以提供更高的功率输出。

易於安装:

电源模组应易於插入和拔出,或仅用几颗螺丝固定。这方便了系统售后的维护。

 

规格

我们来看看电源模组的关键规格:

额定电压:

电源模组在特定电压水準(例如 12V、24V 或 48V)下运行。额定电压决定了它们与不同应用的相容性。

额定电流:

模组可以处理的最大电流。更高的额定电流适用於伺服器、AI 或图形应用程式以及工业设备。

故障警报:

监控 PSU 比以往任何时候都更加重要。故障应报警并记录在 PSU 黑盒子或系统中。报警方式有两种:带TTL信号的模拟报警和数字状态位识别。

效率:

效率通常以百分比表示,表示模组将输入功率转换為输出功率的能力。

隔离:

一些电源模组在输入和输出之间提供电流隔离。这对於安全性和抗噪性至关重要。

机构尺寸:

在定义电源模组的设计规格时,机构要求实际上是我们必须定义的第一个主题。它与行销应用、最新技术和系统考虑有关。

 

应用

电源模组在各个领域都有应用:

伺服器:

在伺服器系统中,使用电源模组来保证可靠和高效的电力供应。它们在高性能伺服器中尤為重要,因為在高性能伺服器中,电源效率和可靠性至关重要。

数据中心:

电源模组用於数据中心设备。它们有助於提高能源效率,这是数据中心的一个关键问题,因為它们消耗大量电力。此外,如前所述,电源模组应支援通过数位通信进行电源监控。

电信设备:

电源模组在电信中提升或降低电压水準,尤其是在电源基站、路由器和网路交换机中。

工业应用:

电源模组具有机尺寸、数字监控和电源冗餘功能,非常适合工业自动化、边缘计算和关键任务设备。

 

FSP建议

全汉的CRPS(Common Redundant Power Supply)是专為边缘伺服器、核心数据中心、AI中心等各种应用而设计的典型电源模组。以下是一些特定模型及其相应的应用:

FN系列:

该型号专為电信市场设计。它具有 AC 全范围和 240Vdc 输入,并且支援 NEBS。NEBS是电信设备的通用标準,具有系统高可靠性和高水準的EMC性能。

FL系列:

该型号也专為电信市场设计。它具有 -48V 输入和前端和后端设计(风扇吹入或吹出)。

FM 或 HM 系列:

此型号专為核心数据中心和云数据中心设计。它具有 AC 全范围和 240Vdc 输入,以及前端和后端设计(风扇吹入或吹出)。它具有高达3000W的均匀因数,3250W模组即将推出。

FH系列:

该型号专為核心数据中心和云数据中心而设计。它具有 336Vdc 或 277Vac 输入,可满足新的资料中心要求。

 

这些型号的设计符合上述电源模组的设计原则,例如高效率、数位通信总线和具有热插拔功能的并联操作。全汉提供从300W到3000W的功率模组。它们是各种应用的理想选择,包括储存伺服器、边缘伺服器、数据中心、AI 伺服器、GPU 伺服器、IPC 控制器和电信伺服器。模型的选择取决於特定的系统部署要求。

 

结论

电源模组是现代电子产品中必不可少的元件。其高集成的设计、高效率和数位特性使其成為各种应用的理想选择。随着技术的进步,电源模组将继续在塑造我们的互联世界方面发挥至关重要的作用。

请记住选择满足您特定要求的电源模组,同时考虑电压、电流、效率和数位特性。请至FSP的网站 https://www.fsp-group.com/cn/product/IPCPSU.html

瞭解更多关於FSP CRPS的机械和功能规格,这是业界最好的电源模块解决方案。

 

关於FSP

全汉为全球电源供应器专业制造领导大厂,FSP Group自1993年成立以来,本着「服务、专业、创新」的经营理念,持续做好全方位绿色能源解决方案供应商。

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