EN
Hızlı Bağlantılar
Şu anda yapay zekâ uygulamalarının hızlandırılmış şekilde hayata geçirilmesi, güç tüketiminde önemli bir artışa yol açmış ve bu durum doğrudan veri merkezleri için güç talebini artırmıştır. Uluslararası Enerji Ajansı'nın 2023 yılı verilerine göre, küresel veri merkezlerinin enerji tüketimi şu an itibarıyla küresel elektrik tüketiminin %3'ünden fazlasını oluşturmaktadır ve tek bir A100 GPU sunucusunun tepe noktası güç tüketimi 10 kW'ı aşmıştır. Veri merkezlerinin güç tüketimindeki büyük artış, güç sağının hem kalitesi hem de miktarı açısından yeni zorluklar ortaya koymuştur. Veri merkezi güç devrelerindeki önemli bileşenlerden biri olarak endüktör seçimi, veri merkezi güç sistemlerinin dönüşüm verimliliği ile çalışma kararlılığı ve güvenilirliği açısından kritik öneme sahiptir.
1- Veri Merkezi Güç Kaynağı Kategorileri ve Gelişme Eğilimleri
Veri merkezi gücü mainly sunucu güç kaynaklarını, UPS kesintisiz güç kaynaklarını, yüksek voltajlı DA güç kaynaklarını, dağıtılmış güç kaynaklarını/modüler güç kaynaklarını vb. içerir.
1.1 Sunucu Güç Kaynağı
Yapay zeka sunucularında GPU'lar, CPU'lar ve yapay zeka hızlandırma çipleri, güç kaynağı kararlılığı ve verimliliği için son derece yüksek gereksinimler vardır. Sunucular genellikle kararlı voltaj çıkışı sağlamak üzere verimli DC-DC dönüştürücüler kullanır ve indüktörler bu DC-DC dönüştürücülerde kaçınılmaz anahtar bileşenlerdir.
Sunucu güç bütçeleri artarken hacim sabit kalmaya devam ettiği için güç yoğunluğu gereksinimleri daha da katı hale gelecektir. Yeni geliştirilen sunucu güç üniteleri (PSU) neredeyse 100W/in³'e kadar çıkmıştır. Gelecekte sunucu gücü, artan hesaplama gücü talebini karşılamak için daha yüksek güç yoğunluğu, daha yüksek dönüşüm verimliliği ve daha akıllı yönetim doğrultusunda evrim geçirecektir. Dönüştürücü verimliliğinin topoloji ve bileşen teknolojisi gelişimi yoluyla artırılması, yüksek güç yoğunluğuna ulaşmak için bir çözümdür.
1.2 UPS güç kaynağı
UPS kesintisiz güç kaynakları, veri merkezleri için sürekli güç sağlamanın sağlanmasında kritik bir rol oynar. Şehir elektriğinde bir kesinti veya voltaj dalgalanmaları olduğunda, UPS anında pil gücü moduna geçebilir (kesintisiz güç sağlama), böylece veri merkezindeki kritik ekipmanların (sunucular, depolama cihazları, ağ cihazları vb.) etkilenmemesini garanti eder.
1.3 Yüksek Gerilim Doğru Akım Güç Kaynağı
Yüksek gerilim doğru akım (HVDC) güç kaynağı sistemleri, veri merkezleri gibi uygulamalarda önemli enerji tasarrufu sağlar. HVDC, geleneksel UPS (kesintisiz güç kaynağı) sistemlerinin invertör aşamasını ortadan kaldırarak dönüşüm verimliliği %95'in üzerine çıkabilir ve böylece veri merkezlerinin enerji tüketimini etkili bir şekilde azaltır. İlgili verilere göre, HVDC güç kaynağının verimliliği geleneksel UPS çözümlerinden %5'ten fazla daha yüksektir. Ayrıca HVDC'nin bir invertöre sahip olmaması nedeniyle arızalar arası ortalama süre (MTBF), UPS sistemlerinden %30'dan fazla daha uzundur. Veri merkezlerinin enerji verimliliği, emisyon azaltma ve güvenilirlik konularında artan talepleri doğrultusunda HVDC güç kaynaklarına olan piyasa talebi de artmaya devam edecektir.
1.4 Modüler/Dağıtılmış DC Güç Kaynağı
Veri merkezlerinin yüksek güvenilirlik, esnek ölçeklenebilirlik, enerji verimliliği optimizasyonu ve güç sistemlerinde operasyonel verimlilik açısından temel zorluklarını gidermek için veri merkezi sunucuları modüler tasarımı olan dağıtılmış güç sistemlerini benimser. Modüler güç kaynakları sadece işlem gücü taleplerine dinamik olarak uyum sağlarken, yedekli mimariler aracılığıyla arıza izolasyonu da gerçekleştirerek sistemin güvenilirliğini artırır. Ayrıca, gerçek yük durumuna göre çevrimiçi modül sayısını dinamik olarak ayarlayarak operasyonel verimliliği artırabilir.
Veri merkezi uygulama şematik diyagramı
2- Veri Merkezi Güç Sistemleri için Endüktör Gereksinimleri
Veri merkezi güç sistemlerinde, indüktörler önemli rolleri olan temel bileşenlerdir. Elektromanyetik indüksiyon prensibini kullanarak akım dalgalanmalarını engeller, akım çıkışını stabilize eder ve enerji verimliliği ve güç sisteminin kararlılığı üzerinde etkili olan güç dönüşüm süreçlerinde kritik bir rol oynar. Farklı güç devrelerinin indüktörlere yönelik değişik gereksinimleri vardır.
AC güç sistemlerinde endüktörler özellikle güç faktörü düzeltme (PFC) devrelerinde ve EMI filtrelemede kullanılır. PFC endüktörleri, çekirdeğin doymasını önlemek için yüksek frekanslarda (onlarca kHz'den MHz'e kadar) geçici akımlara dayanabilmelidir. Endüktörler, yüksek doyum akımı, düşük çekirdek kaybı ve yüksek sıcaklık stabilitesi gibi elektriksel özellikler gösteren metal kompozit çekirdek malzemelerini kullanır. EMI filtrelemede kullanılan endüktörlerin yüksek frekanslı gürültüyü bastırma kapasitesine sahip olması gerekir; ortak modlu endüktörler MHz aralığındaki gürültüyü bastırmalı ve aynı zamanda hassas devrelere olan etkisini azaltmak için düşük kaçak manyetik alan tasarımını benimsemelidir.
DA güç sistemi iki senaryoyu içerir: birincisi, mevcut yerel bağlamda tipik olarak 240V olan HVDC (yüksek gerilimli DA) sistemidir. Diğeri dağıtılmış DA gücüdür (örneğin 48V doğrudan besleme). Yüksek gerilimli DA gücü, indüktörlerin yüksek frekanslı karakteristiklere sahip olmasını gerektirir ve anahtarlama frekansları MHz seviyesine ulaşır; verimli DA-DA dönüşümünü desteklemek için düşük kayıplı manyetik çekirdekler kullanılır. İndüktörler, yüksek gerilim kırılmasının riskini önlemek amacıyla yüksek gerilim izolasyonu için tasarlanmalıdır. Ayrıca indüktörlerin yüksek akım taşıma kapasitesine sahip olması ve sürekli yüksek akım çalışma koşullarında düşük sıcaklık artışı sağlaması gerekir. Aynı zamanda, yüksek frekanslı rezonans sorunlarını azaltmak için düşük kaçak kapasitans talep edilir. Dağıtılmış DA gücü için ise indüktörlerin küçük boyutlu, yüksek güç yoğunluğuna sahip ve toplam kayıpları azaltmak için düşük DCR'ye (doğru akım direnci) sahip olması gerekir.
Kesintisiz güç kaynaklarında (UPS) bobinler özellikle invertör çıkış filtreleme ve batarya şarj/deşarj yönetim devrelerinde kullanılır. İnvörtör çıkış filtrelemesi, sınırlı alanda 100A üzerindeki akımları taşıyabilen, yüksek güç yoğunluğuna sahip kompakt tasarımlı bobinler gerektirir ve düşük harmonik bozulma gereksinimlerini karşılamalıdır. Filtreleme etkisi, ferrit çekirdeklerin çok katmanlı sargı tasarımlarıyla birlikte kullanılmasıyla optimize edilebilir. UPS güç kaynaklarında kullanılan bobinlerin ayrıca bataryanın geçici şarj/deşarj süreçlerinde darbe akımlarına dayanabilmesi ve doymaya karşı dirençli özellik göstermesi gerekir. Bu nedenle, UPS sistemleri için yüksek doyum akımına sahip kompakt bobinler gereklidir.
Modüler ve dağıtılmış güç sistemleri, standartlara uygun ve sıcak takılabilir tasarım gereksinimlerini karşılamak için katı bir şekilde tutarlı indüktör parametrelerine sahip olmalı, kapalı alanlarda ısı dağıtımına uyum sağlayabilmeli ve çalışma sıcaklık aralığı -40°C~+125°C'ye kadar uzatılmalıdır. Geleneksel yüksek akımlı indüktörlerin ve bütünsel indüktörlerin yanı sıra, TLVR teknolojisinin kullanılması indüktörlerin geçici tepki yeteneğini artırabilir.
Veri Merkezi Güç Mimarisi ve Teknik Özellikler (Çevrimiçi Verilere Dayalı)
3- Veri Merkezi Güç İndüktör Talep Eğilimleri
Veri merkezi ekipmanlarında daha yüksek işlem gücüne, daha yüksek güç yoğunluğuna, daha yüksek frekanslara ve daha fazla entegrasyona yönelimle birlikte indüktörler şu gelişim eğilimlerini göstermektedir:
① Yüksek güç yoğunluğu. Yapay zeka veri merkezi hesaplama donanımının artan gücü, indüktörlerin önemini artırıyor. İndüktörlerin, sunucu güç kaynağı ekipmanlarının sınırlı alanında daha yüksek güçleri taşıyabilmesi ve aynı zamanda gelişmiş yüksek sıcaklık direnci sunması gerekiyor.
② Yüksek frekans ve düşük kayıp. Veri merkezi güç kaynakları (PSU), GaN ve SiC gibi geniş bant aralıklı yarı iletken cihazları kullanımını giderek artırıyor. İndüktörlerin bu yüksek frekanslı cihazları desteklemesi, çekirdek kayıplarını azaltması ve sistem dönüşüm verimliliğini artırması gerekiyor.
③ Küçültme ve entegrasyon. Yapay zeka veri merkezlerinde sunucular ve yapay zeka hızlandırıcı kartları, sınırlı alana daha fazla işlem birimi entegre etmeye devam ediyor ve bu durum indüktörler de dahil olmak üzere bileşenlerin küçültülmesini gerektiriyor. Bu da hem boyutun azaltılmasını hem de güç yoğunluğunun artırılmasını gerektiriyor.
④ Yüksek güvenilirlik. Veri merkezi güç sistemleri sürekli olarak çalışır ve kesinti veya çalışma dışı süre kabul edilemez. Yedekli tasarımların ve yedek güç kaynaklarının benimsenmesinin yanı sıra, bileşenlerin güvenilirliği ve sıcaklık stabilitesi son derece yüksektir ve seçilen indüktörlerin de yüksek güvenilirliğe sahip olması gerekir.
4-Codaca İndüktörler Veri Merkezi Güç Kaynağı Verimliliğini Artırmaya Yardımcı Olur
Manyetik bileşen teknolojisinde sektörün öncü tedarikçisi olarak Codaca, indüktör ürün çözümlerinin özelleştirilmesine odaklanmaktadır. Codaca'nın kendi geliştirdiği indüktörler, yapay zeka sunucularında, veri merkezi güç kaynaklarında ve haberleşme ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Veri merkezi güç kaynaklarında elektronik bileşenlerin yüksek performans gereksinimlerini karşılamak için Codaca, yüksek doyma, yüksek akımlı endüktörler, düşük kayıplı, hafif, entegre basma endüktörler, yüksek yoğunluklu montaj için uygun yüzey montajlı güç endüktörleri, düşük endüktanslı güç endüktörleri ve yüksek frekanslı, yüksek akımlı endüktörler dahil olmak üzere çeşitli ürün hatlarını bağımsız olarak geliştirmiştir. Codaca endüktörleri, maksimum 350 A'ye kadar doyma akımı, maksimum %98'e kadar güç dönüşüm verimliliği ve maksimum 165 °C'ye kadar çalışma sıcaklığı sunar. Bu ürünler AEC-Q200 sertifikalıdır ve zorlu ve karmaşık çalışma ortamlarında kullanılabilir.
Profesyonel endüktör tasarım kapasitesine ve güçlü üretim ile ürün test yeteneklerine dayanarak Codaca, sunucu güç kaynakları, UPS güç kaynakları vb. için düşük kayıplı, yüksek verimli ve yüksek güvenilirliğe sahip geniş bir yelpazede endüktör sağlayarak veri merkezi güç kaynaklarının genel verimliliğinin artırılmasına yardımcı olmaktadır.
Veri merkezi güç sistemleri için önerilen indüktör modelleri aşağıdaki gibidir:
Codaca'nın yüksek akımlı güç indüktörleri gibi CPEX /CPEA /CSBA /CSBX /CSCF /CSCM /CSCE , yüksek doyma akımı, düşük DC direnci, geniş uygulama frekans aralığı ve geniş çalışma sıcaklık aralığı ile veri merkezi güç sistemlerinin yüksek çalışma akımı, yüksek frekanslı düşük kayıp ve yüksek güç yoğunluğu taleplerini karşılar.
Kalıplı güç indüktörleri gibi CSAB /CSAG /CSHB /CSEB , kalıplanmış tam korumalı yapıya sahip, güçlü EMI karşıtı performansa, düşük DC direncine, yüksek akıma ve düşük çekirdek kaybına sahiptir ve veri merkezi güç sistemlerinin küçük indüktör boyutu, yüksek akım ve EMI karşıtı performans gereksinimlerini karşılar.
Yüzeye montajlı güç indüktörleri gibi SPRH /CSUS /CRHSM /SPQ /SPD /SPBL , manyetik koruma yapısına sahip, güçlü EMI karşıtı performans, küçük boyut ve yüksek yoğunluklu montaja uygun.
Düşük endüktanslı güç indüktörleri CSHN serisi gPU güç kaynağı için tasarlanmıştır. Codaca tarafından özellikle sunucu güç kaynakları için bağımsız olarak geliştirilen CSHN endüktansı, tamamen korumalı bir yapıya, güçlü EMI direncine ve üstün DC bias özelliğine sahiptir. Yüksek frekanslı, yüksek akımlı endüktans serimiz, yüksek akımlı güç uygulamaları için özel olarak tasarlanmıştır ve yüksek enerji depolama kapasitesi, ultra düşük DC direnci ve kompakt boyutu ile VRM'ler ve çok fazlı buck regülatörler için uygundur.
Ayrıca, Codaca endüktansları veri merkezi anahtarları, yönlendiriciler, depolama sistemleri ve izleme sistemleri gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır ve yüksek akımlı endüktanslar, entegre endüktanslar, ortak mod/düzlem montaj endüktanslar ve daha fazlası olmak üzere müşterinin ihtiyaçlarına göre esnek şekilde özelleştirilebilir. Ayrıntılar için lütfen Codaca satış ekibiyle iletişime geçin veya Codaca web sitesini ziyaret edin.