服務(wù)器電源在 AI 服務(wù)器領(lǐng)域，GPU、CPU 以及 AI 加速芯片對(duì)供電的穩(wěn)定性與效率有著極高的要求。服務(wù)器普遍運(yùn)用高效的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器來輸出穩(wěn)定電壓，而電感器則是 DC-DC 轉(zhuǎn)換器中不可或缺的關(guān)鍵元件。當(dāng)下，新研發(fā)的服務(wù)器電源單元(PSU)功率密度大幅提升，接近 100W/in3。為實(shí)現(xiàn)如此高的功率密度，通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化以及元件技術(shù)革新來提高轉(zhuǎn)換器效率成為主要解決方案。在這樣的服務(wù)器電源系統(tǒng)中，電感器需具備諸多特性。例如，在降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器里，電感量一般要求處于 0.1 - 0.68 μH 區(qū)間，工作電流可達(dá) 60A，飽和電流在 60A - 120A 范圍，同時(shí)尺寸要控制在 12mm 以內(nèi)。這是因?yàn)殡姼衅鞒袚?dān)著儲(chǔ)存與釋放能量的重任，以此來平滑輸入電壓的波動(dòng)，輸出穩(wěn)定的電流，從而保障服務(wù)器能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的處理與存儲(chǔ)需求。

UPS 電源UPS 不間斷電源在保障數(shù)據(jù)中心持續(xù)供電方面扮演著核心角色。一旦市電出現(xiàn)故障或者電壓出現(xiàn)異常波動(dòng)，UPS 能夠在極短時(shí)間內(nèi)切換至電池供電模式，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫供電，確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備不受影響，維持正常運(yùn)行。在 UPS 系統(tǒng)中，電感器主要應(yīng)用于逆變器輸出濾波以及電池充放電管理電路。對(duì)于逆變器輸出濾波的電感器，需采用緊湊型設(shè)計(jì)，具備高功率密度，能夠在有限的空間內(nèi)處理 100A 以上的大電流，并且要滿足低諧波失真的要求。通常通過鐵氧體磁芯搭配多繞組設(shè)計(jì)來優(yōu)化濾波效果。同時(shí)，應(yīng)用于 UPS 電源的電感還需具備耐脈沖電流的特性，在電池瞬態(tài)充放電過程中，要具備良好的抗飽和能力。所以，UPS 系統(tǒng)適宜選用緊湊型、高飽和電流的電感器。

高壓直流電源 HVDCHVDC(高壓直流)供電系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。由于它省去了傳統(tǒng) UPS 中的逆變環(huán)節(jié)，其轉(zhuǎn)換效率能夠達(dá)到 95% 以上，這對(duì)于降低數(shù)據(jù)中心的能耗效果顯著。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，高壓直流電源的轉(zhuǎn)換效率相較于傳統(tǒng) UPS 方案提升了 5% 以上。此外，HVDC 因沒有逆變器，其 MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)比 UPS 高出 30% 以上。高壓直流電源要求電感器具備高頻特性，開關(guān)頻率可達(dá)到 MHz 級(jí)別，因此需要采用低損耗磁芯，以保障高效的 DC-DC 轉(zhuǎn)換。同時(shí)，電感器要擁有大電流承載能力，能夠在持續(xù)大電流的工作環(huán)境下，保持較低的溫升，從而確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

模塊化 / 分布式 DC 電源為有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心對(duì)電源系統(tǒng)在高可靠性、靈活擴(kuò)展、能效優(yōu)化以及運(yùn)維效率等方面的核心挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器常采用模塊化設(shè)計(jì)的分布式電源系統(tǒng)。模塊化電源不僅能夠根據(jù)算力需求動(dòng)態(tài)適配，借助冗余架構(gòu)實(shí)現(xiàn)故障隔離，大幅提升系統(tǒng)可靠性，還能依據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，靈活動(dòng)態(tài)地調(diào)整在線模塊數(shù)量，進(jìn)而提高運(yùn)行效率。在這樣的系統(tǒng)中，電感器需要滿足標(biāo)準(zhǔn)化與熱插拔設(shè)計(jì)需求。電感參數(shù)必須嚴(yán)格一致，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與兼容性。并且要能夠適應(yīng)密閉空間的散熱要求，工作溫度范圍需擴(kuò)展至 - 40°C ~ +125°C。除了傳統(tǒng)的大電流電感、一體成型電感外，采用 TLVR(跨電感穩(wěn)壓)技術(shù)可有效提升電感器的瞬態(tài)響應(yīng)能力，更好地滿足系統(tǒng)需求。

數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)電感需求在數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)里，電感器作為基礎(chǔ)元件，基于電磁感應(yīng)原理發(fā)揮作用，能夠阻止電流突變，穩(wěn)定電流輸出，在電源轉(zhuǎn)換進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用，對(duì)電源系統(tǒng)的能效與穩(wěn)定性有著重要影響。不同的電源電路對(duì)電感器的需求存在差異。

在交流電源(AC)系統(tǒng)中，電感器主要用于功率因數(shù)校正(PFC)電路以及 EMI 濾波。PFC 電感需要承受高頻(幾十 kHz 至 MHz)下的瞬態(tài)電流，為避免磁芯飽和，通常采用金屬?gòu)?fù)合磁芯材料，該材料具備高飽和電流、低磁芯損耗、高溫度穩(wěn)定性等電氣特性。而應(yīng)用于 EMI 濾波的電感器，需要具備高頻噪聲抑制功能。例如共模電感，需抑制 MHz 級(jí)噪聲，同時(shí)要采用低漏磁設(shè)計(jì)，減少對(duì)敏感電路的干擾。

直流電源(DC)系統(tǒng)包含兩種情形：一是 HVDC(高壓直流)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)典型電壓為 240V;二是分布式 DC 電源(如 48V 直供)。高壓直流電源要求電感器具備高頻特性，開關(guān)頻率達(dá) MHz 級(jí)別，采用低損耗磁芯，以支持高效 DC-DC 轉(zhuǎn)換，同時(shí)具備大電流承載能力，在持續(xù)大電流工作環(huán)境下保持低溫升。分布式 DC 電源則要求電感器具有小體積、高功率密度和低 DCR(直流電阻)，以減少整體損耗。

隨著數(shù)據(jù)中心 PSU 越來越多地采用 GaN、SiC 等寬禁帶半導(dǎo)體器件，這就要求電感能夠適配這些高頻器件，同時(shí)降低磁芯損耗，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

電感選型推薦

作為行業(yè)領(lǐng)先的磁性元件技術(shù)供應(yīng)商，科達(dá)嘉專業(yè)為客戶定制電感產(chǎn)品解決方案，其自主研發(fā)的電感產(chǎn)品在 AI 服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心電源、通訊設(shè)備等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。針對(duì)數(shù)據(jù)中心電源對(duì)電子元器件的高性能需求，科達(dá)嘉推出了多個(gè)產(chǎn)品系列。

大電流電感：如 CPEX/CPEA/CSBA/CSBX/CSCF/CSCM/CSCE 等系列，具有高飽和電流、低直流電阻、應(yīng)用頻率寬、寬工作溫度范圍等特點(diǎn)，能夠充分滿足數(shù)據(jù)中心電源高工作電流、高頻低損耗、高功率密度等需求。在服務(wù)器電源的 CPU、GPU 供電電路等場(chǎng)景中，這類電感表現(xiàn)出色。

一體成型電感：像 CSAB/CSAG/CSHB/CSEB 等系列，采用一體成型全屏蔽結(jié)構(gòu)，具有抗電磁干擾性能強(qiáng)、低直流電阻、大電流、低磁芯損耗等特點(diǎn)，滿足數(shù)據(jù)中心電源對(duì)電感小體積、大電流、抗電磁干擾性能等需求。在分布式 DC 電源以及一些對(duì)空間要求苛刻、電磁環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛。

貼片功率電感：SPRH/CSUS/CRHSM/SPQ/SPD/SPBL 等系列采用磁屏蔽結(jié)構(gòu)，抗電磁干擾性能強(qiáng)，體積小巧，適合高密度貼裝，可應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的各類電路板上，為多種電路提供穩(wěn)定的電感支持。

低感量功率電感及高頻大電流電感：CSHN 系列是科達(dá)嘉專為服務(wù)器電源研發(fā)設(shè)計(jì)，具有全屏蔽結(jié)構(gòu)，抗電磁干擾性能強(qiáng)，具備優(yōu)良的直流偏置能力。高頻大電流電感系列如 CSFU、CSFE、CSFED 等，專為大電流電源應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具有高能量存儲(chǔ)和超低直流電阻的特性，且體積小，適用于 VRM、多相降壓調(diào)節(jié)器等場(chǎng)景，能夠很好地滿足數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)對(duì)不同電感特性的需求。

此外，科達(dá)嘉電感在數(shù)據(jù)中心交換機(jī)、路由器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品類別豐富，包括大電流電感、一體成型電感、共模 / 貼片電感等，并且可根據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行靈活定制，為數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。