數字電源

數字電源架構對數據中心至關重要。借助數字化、可配置和完全可編程的電源控制器，數據中心電源解決方案具有靈活性、效率和集成性，可滿足動態(tài)系統(tǒng)需求。對不斷變化的負載條件的快速適應性反應將大大提高數據中心的效率。由于功能強大的高速處理器需要以不同的時間間隔提供峰值功率，因此只有數字電源能夠快速響應動態(tài)的高電流需求。

數字電源設備支持多種電源拓撲結構，因此能夠通過使用高分辨率相位、頻率和占空比控制算法來提供精確的波形控制。

數字電源系統(tǒng)可以控制機架中每臺服務器的配電，并能夠監(jiān)控和報告該機架中每個服務器刀片的操作。通過在服務器電源架構中實施數字電源，可以提高整體服務器電源的準時性和效率。

我們已經看到 CUI 最近與 VPS 保持一致，以提供包括軟件在內的完整數據中心電源管理解決方案?，F在讓我們看看其他一些軟件解決方案，它們結合了數據中心電源解決方案的最佳硬件和軟件。

首先，我們有伊頓最近推出的 Intelligent Power Manager? 軟件版本 1.52，它可以與VMware vRealize® Operations?平臺集成。這種集成允許查看和管理電源和設備，例如不間斷電源系統(tǒng) (UPS) 和配電單元 (PDU)，并分析電源容量規(guī)劃和工作負載布置。

該系統(tǒng)支持預測分析功能和智能警報，以在其電力系統(tǒng)上實施預防性維護或維修服務。

數據中心運營商現在可以更好地控制支持其 IT 基礎設施的 PDU。他們可以使用智能電源管理器軟件打開或關閉 PDU 插座并重新啟動插座，以提高可靠性。該平臺為在發(fā)生電源或環(huán)境事件時管理操作和警報提供了更高的粒度，并將提供對警報原因的更多見解，以便操作員能夠立即采取精確的行動。

氮化鎵

結合數字電源支持幾乎任何電源拓撲的能力，同時提供高分辨率時序控制能力，可以實現氮化鎵 (GaN) 等新型電源元件，從而實現更高的開關頻率、更低的開關損耗和更高的功率密度和零反向恢復。

在 Efficient Power Conversions 的DC-DC 轉換器手冊中，作者 David Reusch 和 John Glaser 評論說：“我們的第一個挑戰(zhàn)是如何繼續(xù)改進電源轉換系統(tǒng)，以跟上計算能力的快速提高和對高效數據的需求中心?”

Efficient Power Conversion 的 Alex Lidow 告訴我們，“隨著谷歌等主要服務器制造商重新審視板載電源架構，提高效率、減少電路板空間和降低成本的主要候選者是直接從 48 V 變?yōu)樨撦d電壓( 1.8 或 1V)。這可以通過硅 MOSFET 實現，但復雜性更高，成本更高。借助 GaN，由于具有卓越的開關速度和更小的占位面積，您可以使用更簡單的拓撲結構，以更小的占位面積和顯著降低成本實現相同或更高的效率?！?

有關 EPC 的 David Reusch 在 APEC 拍攝的關于這兩個 48V 負載演示板的精彩視頻，請參閱下面的視頻。該視頻對這兩個演示進行了很好的概述。

來自 TI的方案，單級、隔離、600 kHz、48 V 至 1.0 V、40 A、效率 90 – 92% 、帶電流倍增器整流器的硬開關半橋。初級側功率級是 LMG5200：80 V/18 mΩ 功率級，基于 GaN 的半橋集成驅動器;次級端同步整流器是 EPC2023：30 V/1.3 mΩ eGaN® FET;使用 TPS53632G：具有 I2C 控制的降壓無驅動控制器

德州儀器 (TI) 在 APEC 2016 上展示了TPS53632G，這是一款針對 48V 至 1V PoL 應用中的 GaN 進行了優(yōu)化的模擬控制器!與 TI 的 80V LMG5200 GaN FET 功率級配合使用時，TPS53632G 控制器可切換至高達 1MHz，以最大限度地減小磁性元件尺寸并減少整體電路板空間。LMG5200 專為該控制器設計，可通過 48V 至 1V 轉換實現高達 92% 的高頻和效率。

我等待智能軟件的下一代效率改進，甚至可能達到人工智能 (AI) 的水平，但在近期，我看到數據中心將朝著 400V 的方向邁進，并實現更高水平的效率改進。我預計 GaN 將在未來在這些設計中發(fā)揮更大的作用。

我們需要開始減少對水冷和空調的需求，這也將大大提高運營成本和擁有成本，并縮小數據中心的規(guī)模和占地面積。

Google 對數據中心充滿挑戰(zhàn)的世界有一個很好的看法，在這個Planet Analog 幻燈片中可以鳥瞰數據中心是什么以及它的樣子。您也可以在此處通過 Google 的數據中心進行虛擬導覽。谷歌對數據中心的處理效率進行了一系列令人印象深刻的創(chuàng)新設計改進。