Les héros méconnus de la puissance de calcul de l'IA : comment les condensateurs haute tension de fabrication locale (Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) résolvent trois problèmes majeurs liés à l'alimentation des serveurs

Face à la croissance exponentielle de la puissance de calcul de l'IA, les centres de données subissent une pression de mise à niveau sans précédent. Véritable « cœur énergétique » des serveurs d'IA, la conception des alimentations AC-DC frontales est confrontée à des défis inédits : comment atteindre une densité de puissance plus élevée, une durée de vie plus longue et une fiabilité accrue dans un espace restreint ? Il ne s'agit pas seulement d'un problème technique, mais aussi d'un enjeu crucial pour garantir la continuité et la stabilité de la puissance de calcul de l'IA.

YMIN Electronics, un fournisseur national de premier plan de solutions de condensateurs avec des années d'expérience dans le domaine des condensateurs haute tension, a lancé la série IDC3 de condensateurs électrolytiques en aluminium à enclenchement liquide haute tension pour répondre aux besoins spécifiques des alimentations des serveurs d'IA, fournissant une solution technique innovante pour résoudre les problèmes de l'industrie.

Conditions de fonctionnement

• Emplacement : Condensateur de stockage/filtrage d’énergie après le convertisseur AC-DC PFC (correction du facteur de puissance) liaison CC (bus CC) (solution typique)

• Puissance : 4,5 kW à 12 kW et plus ; Format : Alimentation serveur rackable 1U / Alimentation principale pour centre de données

• Fréquence : Avec l'utilisation croissante du GaN (nitrure de gallium)/SiC (carbure de silicium), la fréquence de commutation se situe généralement entre quelques dizaines de kHz et plusieurs centaines de kHz (selon le projet ; cet article cite une spécification telle que 120 kHz).

• Fonctionnement et chaleur : Les centres de données fonctionnent généralement 24h/24 et 7j/7 ; l'alimentation électrique présente une densité de chaleur interne élevée, ce qui nécessite une attention particulière à la température du boîtier du condensateur et à la réduction de sa durée de vie (conditions de fonctionnement typiques à haute température).

Trois défis majeurs : dévoiler le dilemme des condensateurs haute tension dans la conception des alimentations des serveurs d’IA

Lors de la conception des sections AC-DC des alimentations des serveurs d'IA et des alimentations principales des centres de données, les ingénieurs sont généralement confrontés à trois défis majeurs :

① La contradiction entre espace et capacité : Dans l’espace restreint d’un serveur rackable 1U, les condensateurs à cornet de taille standard sont souvent confrontés au problème de leur encombrement limité. Obtenir une capacité de stockage d’énergie suffisante dans un espace réduit constitue un défi majeur à relever lors de la conception d’alimentations haute densité de puissance.

2. Défis liés à la durée de vie en environnements à haute température : Les salles de serveurs d’IA sont généralement des environnements à haute température, ce qui exerce une pression considérable sur la gestion thermique de l’alimentation. Les performances du condensateur 450 V/1 400 µF soumis à une température de 105 °C ont un impact direct sur la fiabilité à long terme du système.

③ Exigences de performance dans un contexte de fréquences plus élevées : Avec l'adoption généralisée de nouveaux dispositifs de puissance tels que GaN/SiC, les fréquences de commutation de l'alimentation électrique augmentent continuellement, ce qui impose des exigences plus élevées en matière d'ESR et de capacité de courant d'ondulation des condensateurs afin d'éviter le risque d'arrêt du système.

YMIN IDC3

Redéfinir les limites de performance des condensateurs haute tension grâce à la technologie

Pour relever les défis mentionnés ci-dessus, la série YMIN IDC3 a réalisé des avancées majeures dans trois dimensions : les matériaux, la structure et le processus :

1. Révolution de densité : augmentation de capacité de 70 % dans un format Φ30×70 mm

Grâce à un boîtier compact de condensateur en forme de corne de 30 × 70 mm, une capacité élevée de 450 V/1400 µF est obtenue tout en respectant les contraintes de hauteur typiques d'une alimentation serveur 1U standard. Comparée aux produits traditionnels de même taille, la capacité est augmentée de plus de 70 % (par rapport à la plage de capacité typique des condensateurs liquides en forme de corne de 30 × 70 mm et 450 V couramment utilisés dans l'industrie), résolvant ainsi le problème de la densité de capacité élevée et de l'encombrement réduit.

2. Avancée majeure en matière de durée de vie : Durabilité testée à 105 °C

Grâce à une formulation d'électrolyte optimisée et à une structure de feuille d'anode améliorée, la série IDC3 présente une excellente durée de vie en charge, même dans des conditions extrêmes à 105 °C. Cette conception permet aux condensateurs de maintenir une stabilité à long terme dans l'environnement à haute température des centres de données, répondant ainsi au défi industriel de la courte durée de vie due aux hautes températures.

3. Adaptabilité aux hautes fréquences : Conçue sur mesure pour l'ère GaN/SiC

Grâce à sa conception à faible ESR, ce condensateur supporte un courant d'ondulation plus élevé à 120 kHz. Cette caractéristique permet à la série IDC3 de mieux s'adapter aux topologies de commutation haute fréquence basées sur GaN (nitrure de gallium)/SiC (carbure de silicium) (conformément aux spécifications techniques), contribuant ainsi à améliorer l'efficacité des alimentations haute densité de puissance. Contrairement au choix traditionnel des condensateurs de bus, qui privilégie l'ondulation basse fréquence, les alimentations haute densité de puissance pour plateformes GaN/SiC nécessitent une vérification simultanée de l'ESR et de la capacité à supporter un courant d'ondulation haute fréquence, conformément aux spécifications techniques.

Remarque : Les principaux paramètres de cet article proviennent deSérie YMIN IDC3fiche technique/rapport de test ; sauf indication contraire, l’ESR/courant d’ondulation sont décrits conformément aux spécifications de la fiche technique (par exemple, 120 kHz), et la version la plus récente de la fiche technique prévaudra.

Innovation collaborative : vérification de la fiabilité et des performances de 4,5 kW à 12 kW

YMIN entretient une étroite collaboration technique avec des fabricants de semi-conducteurs de puissance GaN de premier plan, tels que Navitas (selon les informations publiques). Dans les projets d'alimentation pour serveurs d'IA, d'une puissance allant de 4,5 kW à 12 kW et même supérieure, les condensateurs électrolytiques en aluminium à enclenchement liquide haute tension de la série IDC3 ont démontré des performances exceptionnelles.

Ce modèle de développement collaboratif garantit non seulement la fiabilité du produit, mais fournit également une base technique solide pour l'évolution continue des alimentations pour serveurs d'IA. La série IDC3 de YMIN est devenue la solution de choix pour plusieurs projets de serveurs d'IA haut de gamme (selon les informations publiques), avec des performances comparables à celles des grandes marques internationales.

Bien plus que de simples produits : comment YMIN fournit des solutions système pour les serveurs d’IA

À l'heure où la puissance de calcul de l'IA connaît une croissance exponentielle, la fiabilité des systèmes d'alimentation est primordiale. YMIN Electronics maîtrise parfaitement les exigences rigoureuses de la conception des alimentations pour serveurs d'IA et propose à l'industrie une solution complète alliant haute densité de capacité, longue durée de vie et grande fiabilité grâce à la série IDC3.

Voici un guide de sélection typique pour les condensateurs électrolytiques en aluminium à enclenchement liquide haute tension (substrat autoportant) de la série IDC3 destinés aux alimentations de serveurs d'IA, vous aidant à répondre rapidement aux exigences du système :

Tableau 1 : Condensateurs liquides haute tension à enclenchement rapide série IDC3 – Recommandations de sélection

L'innovation ne s'arrête jamais : YMIN continue de fournir une alimentation électrique stable à l'infrastructure d'IA

À l'ère de la puissance de calcul, une alimentation électrique stable est essentielle. YMIN Electronics, avec sa gamme de condensateurs électrolytiques en aluminium à enclenchement liquide haute tension IDC3, fournit en permanence une alimentation fiable pour les infrastructures de calcul d'IA. Nous proposons non seulement des produits, mais aussi des solutions système complètes, fruits d'une expertise technologique approfondie.

Lors de la conception d'alimentations pour serveurs d'IA de nouvelle génération, YMIN est prêt à vous aider à repousser les limites de la conception grâce à l'innovation technologique et à surfer ensemble sur la vague de la puissance de calcul.

Section Questions et réponses

Q : Comment les condensateurs haute tension de la série IDC3 de YMIN résolvent-ils les problèmes d'alimentation des serveurs d'IA ?

A: Les condensateurs électrolytiques en aluminium à enclenchement liquide haute tension de la série YMIN IDC3 offrent des solutions selon trois dimensions :

① Conception haute densité – Obtention d’une capacité élevée de 450 V/1400 μF dans un format Φ30×70 mm, augmentant la capacité de plus de 70 % par rapport aux produits de même taille, résolvant le conflit entre espace et capacité ;

② Longue durée de vie à haute température – L’électrolyte optimisé et la structure de l’anode maintiennent une durée de vie de charge de 3000 heures à 105℃, améliorant ainsi la fiabilité à long terme du système ;

③ Compatibilité haute fréquence – Utilisant une conception à faible ESR, prenant en charge un fonctionnement haute fréquence de 120 kHz, avec un courant d'ondulation maximal d'une seule cellule d'environ 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz ; 450 V/1400 μF environ 2,75 A, voir le tableau de sélection à la fin), compatible avec les topologies haute fréquence GaN/SiC, facilitant les conceptions d'alimentations à haute densité de puissance.

Résumé à la fin du document

Scénarios d'application : Conception frontale AC-DC pour alimentation de serveur IA, système d'alimentation principal de centre de données, alimentation pour serveur rack 1U haute densité, alimentation à découpage haute fréquence à base de GaN/SiC, alimentation pour calcul IA haute densité de puissance (4,5 kW à 12 kW et plus).

Principaux avantages :

① Dimension : Densité spatiale, Description : Atteint 450 V/1400 μF dans une taille Φ30×70 mm, avec une augmentation de capacité de plus de 70 % par rapport aux tailles similaires, adaptable aux limitations de hauteur des serveurs 1U.

② Dimension : Durée de vie à haute température, Description : Plus de 3000 heures de durée de vie en charge à 105℃, convient aux environnements de fonctionnement à haute température dans les centres de données.

③ Dimension : Performances haute fréquence, Description : Conception à faible ESR, peut supporter un courant d'ondulation plus élevé à une fréquence élevée de 120 kHz, adaptable aux topologies haute fréquence GaN/SiC.

④ Dimension : Vérification du système, Description : En collaboration avec des fabricants tels que Navitas, convient aux projets d'alimentation de serveurs IA de 4,5 kW à 12 kW+.

Modèles recommandés

Méthode de sélection en trois étapes :

Étape 1 : Sélectionnez la tension de tenue en fonction de la tension du bus et prévoyez une marge de réduction (par exemple, 450–500 V).

Étape 2 : Sélectionnez la spécification de durée de vie en fonction de la température ambiante et de la conception thermique (par exemple, 105℃/3000 h) et évaluez l'élévation de température.

Étape 3 : Faites correspondre les dimensions en fonction des contraintes de hauteur/diamètre de l'espace (par exemple, Φ30×70mm) et vérifiez les spécifications du courant d'ondulation et de l'ESR.