MPS AI 48V 數(shù)據(jù)中心解決方案

作者：EEPW 時間：2024-04-12 來源：EEPW

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本文引用地址：http://2s4d.com/article/202404/457551.htm

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的每個機(jī)架平均提供 3kW - 5kW 的功率，為服務(wù)器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)機(jī)架供電。大部分功率會供給基礎(chǔ) CPU，以確保其能高效率工作。因此，傳統(tǒng) 12V 電源架構(gòu)被廣泛采用。

但隨著云計算、人工智能應(yīng)用以及大功率處理器和加速器需求的不斷增長，數(shù)據(jù)中心也在不斷發(fā)展以適應(yīng)新的大功率需求。例如，早期 AI 市場超級計算機(jī)的整個電源系統(tǒng)需要 3200W 的功率。第二代 AI 的功率需求增長了三倍，使整個電源系統(tǒng)的總功率達(dá)到了 10kW。由于分配大電流時功率損耗隨電流的平方 (I2R) 增大，必須在背板或走線中使用更多的銅來控制配電損耗。這樣最終會限制系統(tǒng)的功率傳輸。

為了滿足行業(yè)新的電源需求，MPS 開發(fā)了一種新型電源架構(gòu)，它采用 48V 配電電壓，能夠?qū)⑴潆姄p耗降低 16 倍；另外還提供了 48V 數(shù)據(jù)中心解決方案，以應(yīng)對新的設(shè)計挑戰(zhàn)。

MPS 48V 電源結(jié)構(gòu)

48V 電源結(jié)構(gòu): MPS 新型 48V 至 4.8V 系統(tǒng)

總系統(tǒng)效率得到了極大優(yōu)化

第一級解決方案：MPS LLC 電源模塊輸入輸出比 10:1、提供各種功率等級、可并聯(lián)工作、第二級解決方案：數(shù)字多相控制器+低壓 Intelli-PhaseTM 或 Intelli-Module、Intelli-PhaseTM 系列提供額定值高達(dá) 90A 的連續(xù)電流、Intelli-Module 解決方案提供額定值高達(dá) 170A 的連續(xù)電流、電熔絲。

Intelli-Modules 是 MPS 提供的新型開放式框架電源模塊，是第二級解決方案的組成部分。Intelli-Module 能夠?qū)崿F(xiàn)高功率密度并能優(yōu)化空間受限應(yīng)用的散熱性能。

Intelli-PhaseTM 是 MPS 提供的先進(jìn)功率級。MPS DrMOS 采用我們的單片工藝可以大幅提高產(chǎn)品性能，同時集成了多種高級功能，包括電流采樣、溫度采樣和故障報告。

橫向供電與 Z 軸供電?

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心多采用橫向供電系統(tǒng)，其電源穩(wěn)壓器通常放置在電路板頂部、處理器的周圍。但隨著 CPU 和 GPU 電流需求的不斷增長，穩(wěn)壓器與負(fù)載點之間的距離成為造成 PDN 損耗的重要因素。此外，PDN 增加還意味著系統(tǒng)需要為穩(wěn)壓器提供更高的輸出電容。

Z 軸供電?則將穩(wěn)壓器放置在 PCB 底部、處理器的下方。這種方法可以顯著降低 PDN 損耗（超過 10 倍）。

橫向供電 < 1000A

Z 軸供電? > 1000A

MPS 提供的電源模塊解決方案高度小于 4mm ，可以適應(yīng) PCB 底部有限的空間。

第一級解決方案：電源模塊

MPS 提供了多種第一級電源模塊產(chǎn)品選項

10:1 IBC 模塊適合 Z 軸供電TM

54V 至 5.4V，低開關(guān)損耗可實現(xiàn)更高頻率的第二級功率級，從而允許使用更小、更短的電感。MPS 的所有 IBC 模塊都可并聯(lián)運行，以實現(xiàn)大于 1kW 的功率水平。

MPC1100C-54-高效率、非隔離式、固定比率、數(shù)字 DC/DC 300W 電源模塊

MPC1100C-54 是一款開放框架數(shù)字 DC/DC 電源模塊，連續(xù)功率高達(dá) 300W。該模塊支持高達(dá) 60V 的輸入電壓，并配置為 10:1 輸入輸出比。它提供多次可編程 (MTP) 數(shù)字控制器，可以輕松配置以快速啟動系統(tǒng)并靈活適應(yīng)系統(tǒng)需求。

功能特性：

10:1 輸入輸出比

LLC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

兼容串行接口

支持并聯(lián)操作

內(nèi)置 MTP 以存儲自定義配置：欠壓鎖定 (UVLO) 保護(hù)、VOUT 過壓保護(hù) (OVP) 和欠壓保護(hù) (UVP)、OCP_TDC/尖峰、過溫保護(hù) (OTP)

提供 GUI 配置軟件

適合大電流和高功率應(yīng)用

與 MPC1102-54 引腳對引腳兼容

MPC1100C-54