『服务器』电源高频损耗直降50%,解决之道是什么(『服务器』电源太吵怎么办)

『服务器』电源高频损耗直降50%,解决之道是什么(『服务器』电源太吵怎么办)

当前,『服务器』电源开关频率已经向MHz级别迈进。而『英伟达』在发布800V HVDC架构时更是预计2027年的Kyber机架将到达兆瓦级。

在高频、大功率背景下,『服务器』电源高频工况下的损耗控制成为提升整机效率与可靠性的关键挑战。集肤效应和邻近效应加剧,显著增加了交流电阻(ACR),直接影响『服务器』电源效率和温升。

因此,为满足『服务器』电源功率提升需求并减小体积,『服务器』电源高频化成为必然选择,这也对磁性元器件和线材的性能提出了更严苛的要求。

01『服务器』电源频率高至 3MHz,对线材提出三大技术要求

目前,『服务器』电源的开关频率一般在 200kHz到1MHz 之间。理想情况下,『服务器』电源的频率应达到 300kHz以上。随着第三代『半导体』材料(如氮化镓)的应用,『服务器』电源的频率有望进一步提高,部分高频材料的应用频率甚至可以达到 3MHz。

『服务器』电源频率提高后,对磁性元器件来说,为了降低体积,但损耗也会上升。

为降低『服务器』电源损耗,可从电感变压器设计、磁芯材料选择、线材选型等多个技术维度展开优化。以线材为例,降低损耗需满足以下技术要求:

一是集肤效应控制:频率越高,集肤效应越显著,需针对性设计线材结构以减少电流集中导致的损耗;

二是绝缘材质选型:低损耗绝缘材质的选用至关重要,因其直接影响能量传输过程中的介质损耗;

三是绞线结构优化:导体的绞线结构会引发邻近效应,进而产生额外的涡流损耗,需通过结构设计降低该效应的影响。

此外,损耗上升会导致『服务器』电源温升加剧。目前,整个『服务器』电源行业的功率密度大约为100W/in3。

惠州市骅鹰电子科技有限公司海外市场总经理李杨告诉《磁性元件与电源》,『服务器』电源在高功率密度条件下,绕组温升可能超过80℃,最热点温度甚至可能高于105℃。因此,线材的耐温等级需要达到180℃以上,即H级(180℃到220℃)。目前,骅鹰在高端多股绞线中,已经选用H级漆包铜,以满足耐温要求。

高温膜包方形绝缘线 图源:骅鹰

02 通过三大举措将线材损耗降低50%

在『服务器』电源追求高功率密度和高频化的大趋势下,仅仅满足耐温等级是远远不够的。

『服务器』电源高频工作带来的趋肤效应和邻近效应会显著增加线材损耗,这使得交流电阻(ACR)的表现变得至关重要——它直接关系到『服务器』电源的整体效率和温升控制,因此成为『服务器』电源企业选材的核心关注点。

具体而言,『服务器』电源要求在高频下,交流电阻(ACR)与直流电阻(DCR)的比值通常应小于1.2。面对『服务器』电源高频下趋肤效应和邻近效应带来的损耗挑战,以及严格的ACR要求,骅鹰通过综合优化以下三方面来显著降低线材损耗:

一是针对集肤效应,优化线材结构与设计。 核心在于选用多股绞线(利兹线),并精细设计股径与股数。股线越细、股数越多,对抗集肤效应的效果越好,损耗越低。骅鹰已成功开发并量产应用『于海』外市场的0.03毫米×6000股极细多股绞线,其集肤效应和损耗表现优异,与同等规格单根线相比,损耗至少降低50%。

二是优化绞线工艺,降低交流损耗。骅鹰生产的0.03毫米×6000股极细多股绞线损耗效果虽好,此类极细多股线成本高、工艺复杂,仅生产就需十多天,且拉丝速度慢、绞合易断裂,需严格控制工艺并配备高效断线检测。目前其产能约100-200公斤。

为此,骅鹰在拉丝环节投入高精度进口设备,采用精密拉丝工艺,精度可达±0.001毫米,将断线率控制在极低水平(

三是从材料选择入手,选用高纯度导体。 导体材质的纯度直接影响损耗,纯度越高,损耗越低。骅鹰选用6N级(纯度99.99999%)无氧铜作为导体材料,以最大化降低导体自身损耗。目前,采用此类高纯铜的利兹线(多股绞线)因其优异的综合低损耗性能,正逐渐替代单根线。

03 “高端极细多股绞线是一个必然的趋势”

“目前,0.03毫米×6000股极细多股绞线这种高端线材的产能虽然较低,但市场需求量非常大,我认为市场规模至少是千亿级的。”李杨表示,“不过,当前成本问题尚未完全突破,部分应用场景可能还不需要如此高端的产品。但随着技术的逐渐成熟,这种线材一定会得到广泛推广,这是一个必然的趋势。”

对于磁性元器件或特种线材来说,未来的发展方向是朝着细小多股的方向发展。以前,国内很多产品以低价、低技术含量为主,市场竞争激烈。但随着进入超微细漆包线领域,产品的附加值和性能都将提升。此前,超微细线材技术主要掌握在国外企业手中,但未来中国企业将有能力与国际企业竞争这一广阔市场。

目前,骅鹰在这方面已经有所布局,聚焦于几个特定行业,例如『新能源』汽车、『服务器』以及低空经济等领域,这些行业的产品相对高端,对这种高端线材有刚需。而对于一些低端市场,随着公司工艺水平的不断提升,成本也会逐渐降低,未来也会逐步导入。

李杨进一步透露,骅鹰的产品还处于小批量供货阶段,但未来计划扩大产能。骅鹰已在江西、惠州、湖南等地都有规划工业园,目前正处于建设阶段,预计今年以及明年初将陆续投产。届时,其生产规模将比现在扩大数倍。

特别声明:[『服务器』电源高频损耗直降50%,解决之道是什么(『服务器』电源太吵怎么办)] 该文观点仅代表作者本人,今日霍州系信息发布平台,霍州网仅提供信息存储空间服务。

猜你喜欢

红外探测技术:安防领域的“黑夜之眼”与应用场景新机遇(红外探测技术是基于物体的哪种特性)

红外探测技术:安防领域的“黑夜之眼”与市场新机遇从军用夜视仪到智能安防系统,红外探测技术凭借其独特的“穿透黑夜”能力,正悄然重塑我们的安全边界。 制冷技术将探测器冷却至约77K(-196℃),显著提升探测距…

红外探测技术:安防领域的“黑夜之眼”与应用场景新机遇(红外探测技术是基于物体的哪种特性)

七十二家房客:郑钤丹的人生转型——从阿香到八姑,重新做(七十二家房客第八季在线播放)

最近的减肥经历和『抖音』直播带货活动更是吸引了公众的眼球,这似乎也是她在职业生涯中的一次新尝试。剧中情感纠葛和演员的转型,既吸引了观众的目光,也引发了对个体生活和职业发展的深思。剧情的未来会在我们的屏幕上继续展开…

七十二家房客:郑钤丹的人生转型——从阿香到八姑,重新做(七十二家房客第八季在线播放)

自动跟踪分光光度计:支持野外现场动态光谱监测(光线跟踪原理)

型号推荐:TW-GD1,天蔚环境,专业仪器仪表,①③②⑦⑥③⑥③③①③】作为光学分析领域的“智能先锋”,自动跟踪分光光度计凭借其自动追踪、高精度测量与动态监测能力,成为野外环境监测、太阳能资源评估及材料科学研…

自动跟踪分光光度计:支持野外现场动态光谱监测(光线跟踪原理)

崇左移动:5G-A智慧赋能,口岸通关迎来“加速度”(崇左移动营业厅在哪里)

近日,中国水口—越南驮隆(含中国水口—越南驮隆界河二桥通道)升格为国际性口岸正式开通仪式在龙州县水口镇隆重举行。为保障仪式期间通信畅通,崇左移动公司提前筹备,组建专业网络保障团队,全面启动通信保障工作。 保障…

崇左移动:5G-A智慧赋能,口岸通关迎来“加速度”(崇左移动营业厅在哪里)

太好笑!这期《你好星期六》『檀健次』成“人型道具”『李一桐』黄子爆梗(太好笑了什么意思)

三线谜回》剧组的『孟子义』与『王弘毅』携手亮相,『李一桐』、张颜齐、黄子弘凡、『檀健次』、『李雪琴』以及杨迪共同参与,旅行团乐队的压轴登场更为音乐环节增添专业色彩。『檀健次』更化身1"人形道具1",从被张颜齐触发1&q

太好笑!这期《<strong>你好星期六</strong>》『檀健次』成“人型道具”『李一桐』黄子爆梗(太好笑了什么意思)