瞭解電源模組:設計原則、規格、應用和我們的建議

2024-07-29

瞭解電源模組:設計原則、規格、應用和我們的建議

 

電源模組在現代電子系統中起著至關重要的作用,在廣泛的應用中提供穩定高效的電源轉換。在本文中,我們將探討電源模組的設計原理、規格和應用,並以全漢的頂級電源模組推薦作為總結。

 

設計原則

功率模組本質上是一種集成式的電源供應器,將功率半導體(如氮化鎵或碳化矽)、控制電路(數位或類比)和被動元件(如電感器、變壓器和電容器)整合在一個單一封裝中。以下是一些基本的設計原則:

集成度:

電源模組集成了多個元件,減少了對外部電路的需求。這簡化了系統設計和管理,增強了可靠性、EMC合規性和系統靈活性。

效率:

高效的電源轉換至關重要。出色的模塊設計可較大限度地降低開關和傳導損耗,從而在各種負載條件下提供高效率。它應符合最新的節能標準和測試準則,如80PLUS®效率標準或歐盟能效要求。

熱管理:

當電源模組安裝在安全限制和多樣化工業環境中運行的系統中時,確保有效的散熱設計非常重要。通常,該模組的工作溫度範圍為 -40°C 至 70°C,具有減額曲線或額外的氣流。高效的電源拓撲和元件降額準則是有效熱管理的關鍵。

保護功能:

電源模組集成了過電流、過電壓、過熱保護等保護功能,可防止損壞模組和連接的系統元件。

並聯運行:

如果模組中包含冗餘設計,則應包括 Oring 器件和電路,以支援並聯運行的模組。並聯運行可提高系統可用性和可靠性,並增加功率輸出。此功能對於任務關鍵型應用程式尤為重要,例如用於訓練或推理的 AI 伺服器。

數位通信:

電源模組應能夠與系統協同工作和通信,使模組能夠作為系統中的關鍵元件進行監視和控制,由系統板管理控制器(BMC)及其通信協議進行管理。

數位控制:

作為數位通信的擴展功能,電源模組應準備好接受來自系統管理的命令,並回應結果和相關活動。例如,可以根據系統的散熱要求控制 PSU 中的風扇,或者由於系統峰值負載,可以提供更高的功率輸出。

易於安裝:

電源模組應易於插入和拔出,或僅用幾顆螺絲固定。這方便了系統售後的維護。

 

規格

我們來看看電源模組的關鍵規格:

額定電壓:

電源模組在特定電壓水準(例如 12V、24V 或 48V)下運行。額定電壓決定了它們與不同應用的相容性。

額定電流:

模組可以處理的最大電流。更高的額定電流適用於伺服器、AI 或圖形應用程式以及工業設備。

故障警報:

監控 PSU 比以往任何時候都更加重要。故障應報警並記錄在 PSU 黑盒子或系統中。報警方式有兩種:帶TTL信號的模擬報警和數字狀態位識別。

效率:

效率通常以百分比表示,表示模組將輸入功率轉換為輸出功率的能力。

隔離:

一些電源模組在輸入和輸出之間提供電流隔離。這對於安全性和抗噪性至關重要。

機構尺寸:

在定義電源模組的設計規格時,機構要求實際上是我們必須定義的第一個主題。它與行銷應用、最新技術和系統考慮有關。

 

應用

電源模組在各個領域都有應用:

伺服器:

在伺服器系統中,使用電源模組來保證可靠和高效的電力供應。它們在高性能伺服器中尤為重要,因為在高性能伺服器中,電源效率和可靠性至關重要。

數據中心:

電源模組用於數據中心設備。它們有助於提高能源效率,這是數據中心的一個關鍵問題,因為它們消耗大量電力。此外,如前所述,電源模組應支援通過數位通信進行電源監控。

電信設備:

電源模組在電信中提升或降低電壓水準,尤其是在電源基站、路由器和網路交換機中。

工業應用:

電源模組具有機尺寸、數字監控和電源冗餘功能,非常適合工業自動化、邊緣計算和關鍵任務設備。

 

FSP建議

全漢的CRPS(Common Redundant Power Supply)是專為邊緣伺服器、核心數據中心、AI中心等各種應用而設計的典型電源模組。以下是一些特定模型及其相應的應用:

FN系列:

該型號專為電信市場設計。它具有 AC 全範圍和 240Vdc 輸入,並且支援 NEBS。NEBS是電信設備的通用標準,具有系統高可靠性和高水準的EMC性能。

FL系列:

該型號也專為電信市場設計。它具有 -48V 輸入和前端和後端設計(風扇吹入或吹出)。

FM 或 HM 系列:

此型號專為核心數據中心和雲數據中心設計。它具有 AC 全範圍和 240Vdc 輸入,以及前端和後端設計(風扇吹入或吹出)。它具有高達3000W的均勻因數,3250W模組即將推出。

FH系列:

該型號專為核心數據中心和雲數據中心而設計。它具有 336Vdc 或 277Vac 輸入,可滿足新的資料中心要求。

 

這些型號的設計符合上述電源模組的設計原則,例如高效率、數位通信總線和具有熱插拔功能的並聯操作。全漢提供從300W到3000W的功率模組。它們是各種應用的理想選擇,包括儲存伺服器、邊緣伺服器、數據中心、AI 伺服器、GPU 伺服器、IPC 控制器和電信伺服器。模型的選擇取決於特定的系統部署要求。

 

結論

電源模組是現代電子產品中必不可少的元件。其高集成的設計、高效率和數位特性使其成為各種應用的理想選擇。隨著技術的進步,電源模組將繼續在塑造我們的互聯世界方面發揮至關重要的作用。

請記住選擇滿足您特定要求的電源模組,同時考慮電壓、電流、效率和數位特性。請至FSP的網站 https://www.fsp-group.com/tw/product/IPCPSU.html

瞭解更多關於FSP CRPS的機械和功能規格,這是業界最好的電源模塊解決方案。

 

關於FSP

全漢為全球電源供應器專業製造領導大廠,FSP Group自1993年成立以來,本著「服務、專業、創新」的經營理念,持續做好全方位綠色能源解決方案供應商。

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