EN
ТЕЗ СІЛТЕМДЕР
Үлкен AI модельдерінің және есептеу кластерлерінің көлемінің тез өсуімен бірге, AI дерекқорлары литий-ионды аккумуляторлық резервтік және энергия сақтау жүйелеріне қатал өнімділік пен сенімділік талаптарын қояды. Литийлік резервтік қуаттың орталық басқару орталығы ретінде Қуатты Басқару Жүйесі (BMS) элементтердің күйін бақылау, зарядтау/разрядтау қорғауы, элементтерді теңестіру, ақаулар туралы хабарлама беру және қауіпсіздікті басқару сияқты негізгі функцияларды орындайды. Сондықтан оның ішкі компоненттерінің сенімділігі есептеу инфрақұрылымының қуатының үзіліссіздігі мен жұмыс істеу қауіпсіздігін тікелей анықтайды. Өзіндік магниттік өзек материалдарының құрамын және индуктивтік өнеркәсіпте 25 жылдық техникалық тәжірибесін пайдалана отырып, Codaca aI деректер орталығының резервтік BMS қолданбалары үшін арнайы қуат индуктивтіліктер сериясын енгізді. Бұл компоненттер деректер орталығы ортасындағы екі бағытты жоғары токтық шамалар, жоғары жиілікті тербеліс кедергісі, жыл бойы үзіліссіз жұмыс істеу және қатты айналадағы температура тербелістері сияқты негізгі инженерлік қиындықтарға тікелей жауап береді; сондықтан AI деректер орталығының энергия сақтау және резервтік қуат архитектуралары үшін жоғары сенімділікті магниттік шешімдер ұсынады.
1. AI деректер орталықтарындағы резервтік BMS үшін жаңа қолданбалы қиындықтар
AI server GPU есептеу жүктемелері миллисекунд деңгейінде, қатты тербелістерге ұшырайды, ал лездік қуат көтерілуі тұрақты жағдайдағы жүктеменің бірнеше есе артуына әкеледі. Бұл динамикалық жүктеме сипаттамаларына сәйкес келу үшін тек дәстүрлі орталықтандырылған UPS құрылымдарына сүйену экономикалық және операциялық тұрғыдан қиын болып табылады. Сондықтан литий-ионды резервтік аккумуляторлық құрылғылар (BBU) шешімдері жаңадан салынатын AI деректер орталықтары (AIDC) үшін негізгі техникалық құрылым ретінде пайда болды. Литий-ионды резервтік қуат құрылғысының қауіпсіздік негізі ретіндегі аккумуляторды басқару жүйесі (BMS) ішкі DC-DC қуат түрлендіру модульдерінде, белсенді элементтерді теңестіру тізбектерінде және сигнал сүзгіш желілерінде кеңінен қуат пен сигнал индуктивтіліктерін қолданады. Индуктивтілік компоненттерінің сапасындағы ақаулар немесе компоненттердің ақауға ұшырауы BMS қуат көзінің аномалияларына, элементтерді теңестірудің ақауға ұшырауына және SOC бағалауындағы қателерге тікелей әкелуі мүмкін. Шекті жұмыс жағдайларында бұл мәселелер авариялық аккумулятор қорғауының сөндірілуін тудыруы мүмкін, соның нәтижесінде сервер тоқтайды және есептеу қызметі үзіледі.
Қалыпты өнеркәсіптік энергия сақтау BMS-пен салыстырғанда, AI деректер орталықтары үшін резервтік BMS бірнеше ерекше дизайн қиындықтарын туғызады:
(1) Екі бағытты уақытша жоғары ток шамасы: Резервтік қуат жүйелері қысқа мерзімді жоғары қуат шығысын қамтамасыз етуге және шыңды тегістеуге қажет. Ауыр di/dt жүктеме өтуі кезінде индуктивтік элементтер үлкен пульсациялық ток амплитудасы мен жоғары шыңдық шамасын көтеруі тиіс. Егер магниттік өзек қанықса, BMS қоректендіру жүйесінің ақауы мен жалған қорғаныс іске қосылуы пайда болуы мүмкін.
(2) Жыл бойы үздіксіз жұмыс істеу: Деректер орталықтары 8–10 жылдық жұмыс өмірі бойы қызмет етеді, сондықтан қуат индуктивтік элементтері өз қызмет кезеңінде үздіксіз жүктеме әсерінде болады. Бұл DCR мыс жоғалтуына, магниттік өзек жоғалтуына және ұзақ мерзімді жылу көтерілуінің тұрақтылығына қатаң талаптар қояды; олардың жасыған сайын сапасының ауытқуы немесе жылулық ақауы болмауы тиіс.
(3) Жоғары тығыздықтағы сервер стойкаларындағы ауыр ЭМИ ортасы: Жоғары тығыздықты сервер шкафтарында көптеген SiC/GaN ауыстырғыш режімді қуат көздері орналасқан, олар күшті жоғары жиілікті ауыстыру шуын туғызады. АКБ-де аналогтық алдыңғы шет (AFE) сынамалау мен кернеу/тоқ сезгіш тізбектері өте сезімтал сигналдармен жұмыс істейді. Жеткіліксіз немесе жаман экранирленген индуктивтік элементтерден шығатын магниттік ағыс сол сынамалау жолдарына кедергі тудыруы мүмкін, бұл заряд күйін (SOC) және денсаулық күйін (SOH) есептеуде қателіктерге әкеледі және нәтижесінде аккумулятор қауіпсіздігін бұзады.
(4) Кең температуралық диапазонда жұмыс істеуге арналған борттық жағдайлар: АКБ-дің басылған электрондық плата (PCB) бойынша жергілікті жылулық қызу аймақтары жиі пайда болады, сондықтан борттық компоненттер -40°C-тен +125°C-қа дейінгі кең температуралық диапазонда тұрақты электрлік параметрлерін сақтауы қажет. Маңыздысы, қуат индуктивтік элементтері жоғары жұмыс температурасында қанығу тоғының төмендеуін минималды деңгейде ұстап, тізбектің сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етуі керек.
(5) Жоғары қуат тығыздығына ие аппараттық орналастыру: Серверларға арналған рейктердегі орын шектеулі болғандықтан, BMS басқару тақталарының интеграциялану тығыздығы үнемі артып келеді. Сондықтан күштік индуктивтік элементтер жоғары ток көрсеткіші мен миниатюризацияланған беттік орнату құрылғысын қосарланған түрде қамтамасыз етуі тиіс, сонымен қатар қатаң PCB деңгейіндегі механикалық кернеу мен тербеліске төзімділік стандарттарын да қанағаттандыруы керек.
2. AI деректер орталықтары үшін резервтік BMS жүйелеріндегі индуктивтік элементтердің негізгі рөлі
AI деректер орталықтары үшін литий-батареялық резервтік BMS архитектураларында күштік индуктивтік элементтер негізінен күштік түрлендіру сатыларында, элементтерді теңестіру тізбектерінде және сигналдарды сүзгілеу ішкі тізбектерінде орналасқан. Әрбір сатының жұмыс істеуі резервтік электр қоры жүйесінің жалпы сенімділігі мен қауіпсіздігіне тікелей әсер етеді.
(1) Негізгі басқару DC-DC күштік тізбегі
BMS бас тақтасының MCU, аналогтық алдыңғы шеті (AFE) ИС-тері, үлгілеу операциялық күшейткіштері және байланыс интерфейсінің трансиверлері негізгі аккумулятор шинасы кернеуінен Buck/Boost DC-DC түрлендіргіштер арқылы өндірілетін бірнеше тұрақты төмен кернеулі қоректендіру желілеріне сүйенеді. Негізгі энергия сақтау және сүзгілеу компоненттері ретінде қызмет ететін қуат индуктивтіліктері BMS басқару блоктарына таза, тұрақты қоректендіру желілерін береді. Егер индуктивтілік қанықса немесе қалыпсыз қуат жоғалтуын көрсетсе, ол негізгі BMS қоректендіру көзін тұрақсыздандыруы мүмкін, бұл тікелей маңызды аккумулятор бақылауы мен қорғану функцияларының жоғалуына әкеледі.
(2) Белсенді теңестіру тізбегі
AI резервтік аккумулятор модульдеріндегі жасушалар саны көп болғандықтан, жасушалардың ұқсастығы ұзақ уақыт бойы зарядтау мен разрядтау циклдары кезінде біртіндеп нашарлайды. Индуктивті белсенді теңестіру топологиялары энергияны жеке аккумулятор жасушалары арасында ауыстыру үшін энергия сақтау индуктивтілеріне сүйенеді. Бұл индуктивтілердің параметрлік тұрақтылығы теңестірудің тиімділігі мен дәлдігін тікелей анықтайды, барлық аккумулятор блогы бойынша толық сыйымдылықты пайдалануды қамтамасыз етеді, жасушалардың артық зарядталуы мен артық разрядталуы қаупін азайтады және энергия сақтау аккумуляторының жалпы қызмет көрсету мерзімін ұзартады. Таралған белсенді жасуша теңестіру топологияларына тікелей трансформаторлық схемалар (екі бағытты flyback түрлендіргіштер), трансформаторлық архитектуралық ауыстырғыш матрицалары және изоляциясы жоқ екі бағытты buck-boost индуктивтік теңестіру тізбектері жатады. Алғашқы екі топология энергияны жеке жасушалар арасында ауыстыру үшін трансформаторларға сүйенсе, екі бағытты buck-boost теңестіру стандартты buck-boost тізбегі принциптері бойынша жұмыс істейді және қарапайым әрі түсінікті аппараттық орындалуға ие болады. Buck-boost белсенді теңестірудің жұмыс істеу принципі энергияны аккумулятор блогының әртүрлі орындары арасында ауыстыруға қарағанда, көршілес аккумулятор жасушалары арасында тікелей зарядты ауыстыруға негізделген. Бұл дизайн теңестіру тізбегінің күрделілігін қатты жеңілдетеді және барлық аккумулятор тізбегі бойынша зарядты қайта тарату үшін бірнеше теңестіргіштің бір уақытта жұмыс істеуін толық пайдаланады.
1-сурет. Екі бағытты бак-буст белсенді теңестіру топологиясы
1-суретте көрсетілгендей, әрбір екі элемент жұбына бір екі бағытты бак-буст теңестіргіш орнатылған. Бак/буст теңестіру режімдері арқылы ол екі көршілес элемент арасында екі бағытты заряд алмасуын қамтамасыз етеді, нәтижесінде барлық элементтердің сыйымдылығы бірдей болады. Бак теңестіру режімінде белсенді теңестіргіш энергияны жоғарғы элементтен төменгі элементке береді; буст теңестіру режімінде ол энергияны төменгі элементтен жоғарғы элементке береді.
(3) ЭМИ/ЭМС сүзгіш тізбегі
Негізгі аккумулятордың зарядтау/разрядтау шинасы жоғары жиілікті ауысу толқыны мен өтпелі шу шыңдарын көрсетеді. Дифференциалды режимдегі индуктивтік элементтер конденсаторлармен бірге LC сүзгіш желілерін құрады, олар екі бағытты қуат ауысуынан туындайтын ток шыңдарын басады, BMS үлгілеу схемаларына шудың әсерін азайтады, кернеу мен токты бақылау дәлдігін қорғайды және зарядтың күйін (SOC) бағалаудағы жинақталған қателіктерді азайтады. Ортақ режимдегі индуктивтік элементтер қуат сызықтары бойынша ортақ режимдегі шуды басу үшін қолданылады, сыртқы электромагниттік шудың BMS-ке әсер етуін тосады және бір уақытта ішкі BMS ауысу шусының көршілес жабдыққа сәулеленуін болдырмайды.
3. CODACA AI деректер орталықтарындағы резервтік BMS жүйелері үшін жоғары сенімділікті индуктивтік элементтер ұсынады
AI mağazalarының резервтік аккумуляторларын басқару жүйелері (BMS) үшін арнайы жұмыс істеу талаптарын қанағаттандыру мақсатында Codaca өз индуктивтіліктерін магниттік өзек материалдарының құрамы, орам құрылымы және сенімділік дизайны сияқты бірнеше бағытта оптималдайды. Codaca AI резервтік BMS тізбектеріндегі әртүрлі қуат деңгейлері үшін құрастырылған, сондай-ақ нақты жағдайларда сынақтан өткен өнімдердің толық матрицасын ұсынады:
(1) Жоғары ток қуат индукторлары
Codaca компаниясының өзіндік жоғары токты қуат индуктивтіліктері төмен жоғалтуға ие магниттік өзек материалдары мен жазық сымды орамдық конструкцияларын қолданады, бұл оларға өте төмен өзектік жоғалтулар мен тамаша жұмсақ қанығу қабілетін қамтамасыз етеді. Лездік жоғары токтың шабуылына ұшыраған кезде индуктивтілік тез төмендеумен емес, бірқалыпты, бавыршақтай төмендеумен сипатталады, сондықтан қатты жүктемелі токтың секірістері кезінде өзектің толық қанығуын тиімді түрде болдырмауға мүмкіндік береді. Осы қуат индуктивтіліктерінің максималды қанығу тогы (Isat) 422 А-ге дейін, ал жұмыс істеу температурасының шегі 170°C-қа дейін кеңейтілген. Бұл оларды жоғары тұрақты токты жүктемелер мен күшейтілген жылулық қысыммен сипатталатын ауыр экологиялық жағдайларға шыдауға қабілетті етеді. Олар ұзақ уақыт бойы жоғары токта жұмыс істеген кезде беткі температураның төмен көтерілуін сақтайды, сондықтан олар BMS электрлік схемаларының кең спектріне идеалды түрде сай келеді.
Ұсынылатын өнімдер: CSBX /CSBA /CPRX /CPRA /CPEX /CPEA
(2) Молдірленген энергиялық индукторлар
Codaca kompaniyasynyń oziysha dasturlyq qurilgʻan quvvat induktorlary tөmen kayip magnit oʻzegi materiallarynyń hamda ilgʻor issiq pressovka qurilmasynyń kөmeginde komponenttyn oʻlchami menen quvvat kayipyn әhmiyetli derecede azaytady, bұl bir vaqtda jami ishleytyn sенimdiliktyn artuyna sebep bolady. Tolyshtyrilgan magnit ekranlanadyn dizayny menen jasalghan bu induktorlar magnit akymynyn oʻtishini әhmiyetli derecede azaytady, bұl sezgish Analog Front-End (AFE) kuchlanuwy menen tok o'lshem signalдарyna zharandy magnit saha ta'sirinin tiyisli emesligin tagantaydy. Bұl batareyanyń zharandy quvvatı (SOC) menen zharandy saglygy (SOH) o'lshemlerinin dokendi dәlilikke igе boluyn, yashyrın EMI-tuwdyrılǵan jүye aqawetlerinin azayuyna, shuningdeyde butin jүyenin elektromagnit uyglasy (EMC) seviyesinin kөteriluine sebep bolady. Maksimal ishleytyn temperaturasy 155°C ge shekem, shuningdeyde pik quvvat o'zgartiruwi samaraliygi 98% ge shekem bolǵan bu quvvat induktorlary BMS jүyesinin jami sенimdiligin arttirady, shuningdeyde DC-DC quvvat o'zgartiruwinin samaraliygin maksimal degeyge kөterеді.
Ұсынылатын өнімдер: CSEG-H /CSEB-H /CSHB /CSAG
Таңдалған жалпы-режимдік индуктивтіліктерді қолдану арқылы, мақсатты жиілік диапазондары бойынша жоғары импеданстық сипаттамаларымен құрылған инженерлер жалпы-режимдік шуын тиімді түрде басып өткізуге және батарея басқару жүйесінің (BMS) жұмыс тұрақтылығына әсер ететін электромагниттік кедергілерді (EMI) азайтуға мүмкіндік алады. Codaca әртүрлі клиенттердің қолданбалық талаптарын қанағаттандыруға бағытталған толық жалпы-режимдік индуктивтілік шешімдерінің спектрін ұсынады.
Ұсынылатын өнімдер: TCAB /CSTP /CRHCM /CSUC
Generativtіk AI-дың өсуіне байланысты деректер орталығының резервтік энергия сақтау жүйелері тез жаңартылып, дамытылып келеді. Резервтік қуаттың қауіпсіздігін қамтамасыз ететін негізгі ақыл-ой болып табылатын аккумуляторларды басқару жүйесі (BMS) магниттік компоненттердің қуат тығыздығына, ұзақ мерзімді сенімділігіне және ЭМИ сапасына барынша қатаң талаптар қояды. Қуат индуктивтіліктерінде 25 жылдан астам терең мамандануға ие Codaca компаниясы материалдардың жаңартылуы мен алдыңғы қатарлы өндірістік процестердің дамуы арқылы AI деректер орталығының резервтік энергия сақтау сценарийлері үшін BMS-ге арналған толық индуктивті шешімдерді ұсынады. Жоғары сенімділікті қуат магниттік компоненттері арқылы Codaca глобалды есептеу инфрақұрылымының тұрақты және үзіліссіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.