Katta AI modellarining tez rivojlanishi va hisoblash klasterlarining hajmi kengaygan sari, AI ma'lumotlar markazlari litiy-ion akkumulyatorli zaxira quvvati va energiya saqlash tizimlariga qat'iy ishlash va ishonchlilik talablari qo'ymoqda. Litiy-ion zaxira quvvati blokining markaziy boshqaruv vodiysi sifatida ishlaydigan Akkumulyator Boshqaruv Tizimi (BMS) element holatini nazorat qilish, zaryadlash/bo'shatishni himoya qilish, elementlarni muvozanatlash, xatoliklarni ogohlantirish va xavfsizlikni boshqarish kabi asosiy funksiyalarni bajaradi. Shu sababli, uning ichki komponentlarining ishonchliligi to'g'ridan-to'g'ri hisoblash infratuzilmasining uzluksiz quvvat ta'minoti va ishlash xavfsizligini belgilaydi. O'ziga xos magnit yadrosi materiallarini ishlab chiqish va induktor sohasida 25 yillik texnik tajriba asosida, Codaca aI ma'lumotlar markazlari uchun zaxira BMS ilovalari uchun mo'ljallangan quvvat induktorlari seriyasini taqdim etdi. Bu komponentlar to'g'ridan-to'g'ri muhandislikning asosiy qiyinchiliklarini — masalan, ikki tomonlama yuqori tok oqimlari, yuqori chastotali g'altirish shovqini, yil davomida uzluksiz ishlash va ma'lumotlar markazlari muhitidagi keskin atrof-muhit harorati o'zgarishlarini hal qiladi; shuningdek, AI ma'lumotlar markazlari uchun energiya saqlash va zaxira quvvat arxitekturalari uchun yuqori ishonchlilikka ega magnit yechimlarini taqdim etadi.
1. AI ma'lumotlar markazlarida zaxira BMS uchun yangi ilovaviy qiyinchiliklar
AI-server GPU hisoblash yuklamalari millisekund darajasidagi, kuchli o'zgarishlarga ega bo'ladi; bir zumda quvvat oshishi barqaror holatdagi yuklamaga nisbatan bir necha marta ortib ketadi. Faqat an'anaviy markazlashtirilgan UPS arxitekturasiga tayaninganda bu dinamik yuklama xususiyatlarini moslashtirish iqtisodiy va operatsion jihatdan qiyin bo'ladi. Shu sababli, litium-batareya asosidagi rezerv batareya bloki (BBU) yechimlari yangi qurilayotgan AI ma'lumotlar markazlarida (AIDC) asosiy texnik arxitektura sifatida paydo bo'ldi. Litium-ion rezerv quvvat blokining xavfsizlik markazi sifatida ishlaydigan Batareya boshqaruv tizimi (BMS) o'z ichiga DC-DC quvvat o'zgartirish modullari, faol elementlarni muvozanatlash sxemalari va signallarni filtrlash tarmoqlarini oladi; bu yerda keng qamrovli ravishda quvvat va signal induktorlari qo'llaniladi. Induktorlarning ishlash nuqsonlari yoki komponentlarning nosozligi BMS quvvat ta'minoti anomaliyalari, elementlarni muvozanatlashning noto'g'ri ishlashi va SOC baholash xatolarini to'g'ridan-to'g'ri keltirib chiqaradi. Cheklangan ish sharoitlarida bu muammolar favqulodda batareya himoya tizimining o'chirilishini chaqirib chiqaradi va natijada server ishlamay qoladi hamda hisoblash xizmatlari uziladi.
Oddiy sanoat energiya saqlash BMS bilan solishtirganda, AI ma'lumotlar markazlari uchun rezerv BMS bir nechta noyob loyihalash muammolarini keltirib chiqaradi:
(1) Ikki tomonlama o'tish holatidagi yuqori tok zudliklari: Rezerv quvvat tizimlari qisqa muddatda yuqori quvvatli chiqish berishi va piklarni kesishda yordam berishi talab etiladi. Qattiq di/dt yuk o'tish holatlari ostida induktorlar katta pulsatsion tok amplitudalariga va yuqori pik zudliklariga chidashlari kerak. Agar magnit yurak to'yinganlikka uchrasa, bu BMS quvvat manbai avariyasiga va noto'g'ri himoya uzilish hodisalariga sabab bo'ladi.
(2) Yil davomida doimiy ishlash: Ma'lumotlar markazlari 8 dan 10 yilgacha davom etadigan hayot davri davomida ishlaydi, shu sababli quvvat induktorlari ish faoliyati davomida doimiy yuk sharoitlariga duch keladi. Bu DCR mis yo'qotishlariga, magnit yurak yo'qotishlariga va uzoq muddatli issiqlik ko'tarilishining barqarorligiga qattiq talablarni qo'yadi; ya'ni, yoshlanishga bog'liq ishlashdagi siljish yoki issiqlikka bog'liq avariya sodir bo'lmasligi mutlaqo ta'minlanishi kerak.
(3) Yuqori zichlikdagi server stendlarida qattiq EMI muhitlari: Yuqori zichlikdagi server shkafalari ko‘plab SiC/GaN o‘zgaruvchan tok manbalarini o‘z ichiga oladi, bu esa kuchli yuqori chastotali qo‘zg‘atish shovqinini hosil qiladi. BMS ichida analog boshlang‘ich qismi (AFE) namunaviy olish va kuchlanish/oqimni kuzatish sxemalari juda nozik signallarni qayta ishlaydi. Qoplangan yoki yomon qoplangan induktorlardan chiqadigan magnit oqimi ushbu namunaviy olish yo‘llariga ta’sir qilishi mumkin, bu esa Zaryad holati (SOC) va Sog‘lomlik holati (SOH) hisoblashlarida xatoliklarga sabab bo‘lib, natijada batareyaning xavfsizligi buziladi.
(4) Keng haroratli avtomobil ichidagi ish sharoitlari: BMS bosma elektr sxemalari (PCB) bo‘ylab ko‘pincha mahalliy issiqlik guruhlanishlari vujudga keladi, bu esa avtomobil ichidagi komponentlarga -40°C dan +125°C gacha bo‘lgan keng harorat doirasida barqaror elektr parametrlarini saqlashni talab qiladi. Ayniqsa, quvvat induktorlari ish harorati ko‘tarilganda to‘yinganlik oqimining pasayishini minimal darajada saqlashi kerak, shunda sxema ishlashi ishonchli bo‘ladi.
(5) Yuqori quvvat zichligiga ega qurilma joylashuvi: Server stendlaridagi joy cheklangan bo'lgani uchun BMS boshqaruv paneli integratsiyasining zichligi doimiy ravishda oshmoqda. Shu sababli, quvvat induktorlari yuqori tok o'tkazish qobiliyatini maydonchali sirtga o'rnatiladigan (SMD) maydonsiz paketlash bilan birlashtirishlari kerak, shuningdek, qattiq PCB darajasidagi mexanik kuchlanish va tebranishga chidamlilik standartlarini qat'iy bajaring.
2. AI ma'lumotlar markazlari uchun zaxira BMS tizimlarida induktorlarning asosiy roli
AI ma'lumotlar markazlari uchun litium-batareyali zaxira BMS arxitekturalarida quvvat induktorlari asosan quvvat o'zgartirish bosqichlarida, elementlarni muvozanatlash sxemalarida va signallarni filtrlash qism sxemalarida ishlatiladi. Har bir bosqichning ishlashi zaxira quvvat tizimining umumiy ishonchliligi va xavfsizligiga bevosita ta'sir qiladi.
(1) Asosiy boshqaruv DC-DC quvvat sxemasi
BMS asosiy doskasi mikrokontrolleri, analog old qism (AFE) integral sxemalari, namunaviy operatsion kuchaytirgichlar va aloqa interfeysi tranzeyverlari asosiy akkumulyator shinasining kuchlanishidan Buck/Boost doimiy tok-doimiy tok o'zgartirgichlar orqali hosil qilinadigan bir nechta barqaror past kuchlanishli quvvat liniyalarga tayanadi. Quvvat induktorlari asosiy energiya saqlash va filtrlovchi komponentlar sifatida BMS boshqaruv birliklariga toza, barqaror quvvat liniyalari yetkazib beradi. Agar induktor to'yingan yoki nooddiy quvvat yo'qotishni namoyon etsa, bu BMSning asosiy quvvat ta'minotini nobarqaror qilishi mumkin, natijada muhim akkumulyator nazorati va himoya funksiyalarini yo'qotishga olib keladi.
(2) Faol muvozanatlash sxemasi
AI rezerv batareyali modullarda elementlar soni ko'p bo'lganligi sababli, elementlar mosligi uzun muddatli zaryadlash va razryadlash tsikllari davomida asta-sekin pasayadi. Induktor asosidagi faol muvozanatlash topologiyalari energiya o'tkazish uchun induktorlarga tayanadi. Bu induktorlarning parametrlar barqarorligi to'g'ridan-to'g'ri muvozanatlash samaradorligi va aniqlik darajasini belgilaydi, bu esa butun batareya blokida to'liq quvvatdan foydalanishni, elementlarning ortiqcha zaryadlanish va ortiqcha razryadlanish xavfini kamaytirishni va umumiy energiya saqlash batareyasining xizmat ko'rsatish muddatini uzaytirishni ta'minlaydi. Odatda qo'llaniladigan faol element muvozanatlash topologiyalari orasida bevosita transformator asosidagi sxemalar (ikki tomonlama flyback konvertorlari), transformatorli kalit matritsasi arxitekturasi va izolyatsiyasiz ikki tomonlama buck-boost induktorli muvozanatlash sxemalari bor. Birinchi ikkita topologiya energiya o'tkazish uchun transformatorlarga tayanadi, ikki tomonlama buck-boost muvozanatlash esa standart buck-boost sxema prinsiplariga asoslanadi va oddiyroq hamda aniqroq apparat amalga oshirish imkonini beradi. Buck-boost faol muvozanatlashning ishlash prinsipi energiya o'tkazishni batareya blokining turli joylaridan emas, balki qo'shni batareya elementlari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri zaryad o'tkazishga asoslanadi. Bu dizayn muvozanatlash sxemasining murakkabligini sezilarli darajada soddalashtiradi va bir vaqtda bir nechta muvozanatlash qurilmalarining ishlashini to'liq qo'llab-quvvatlab, butun batareya zanjirida zaryadni qayta taqsimlaydi.
Rasm 1. Ikki tomonlama buck-boost faol muvozanatlash topologiyasi
Rasm 1da ko'rsatilgandek, har bir ikkita hujayra juftligiga bitta ikki tomonlama buck-boost muvozanatlash qurilmasi o'rnatilgan. Buck/boost muvozanatlash rejimlari orqali u ikkita qo'shni hujayra o'rtasida ikki tomonlama zaryad uzatishini ta'minlaydi va natijada barcha hujayralarning sig'imi bir xil bo'ladi. Buck muvozanatlash rejimida faol muvozanatlash qurilmasi energiyani yuqori hujayradan pastdagi hujayraga uzatadi; boost muvozanatlash rejimida esa energiya pastdagi hujayradan yuqoridagi hujayraga uzatiladi.
(3) EMI/EMC filtrlash sxemasi
Asosiy batareya zaryadlash/bo'shatish avtobusi yuqori chastotali qo'shimcha o'zgarishlar va o'tishdagi shovqin cho'tqilari bilan ajralib turadi. Farq rejimli induktorlar kondensatorlar bilan birga LC filtrlash tarmoqlarini hosil qiladi, bu esa ikki tomonlama quvvat qo'shishda keltirilgan tok cho'tqilarini bosib, BMS namunalash sxemalariga shovqin ulanishini kamaytiradi, kuchlanish va tokni hisoblash aniqiligini himoya qiladi hamda Umumiy Zaryad Holati (SOC) baholash xatolarini minimal darajada saqlaydi. Umumiy rejimli induktorlar quvvat liniyalari bo'ylab umumiy rejimli shovqinni bosib, tashqi elektromagnit shovqinlarning BMS ga ulanishini to'satadi va bir vaqtda ichki BMS qo'shish shovqinining qo'shni jihozlarga tarqalishini oldini oladi.
3. CODACA AI ma'lumotlar markazlaridagi rezerv BMS tizimlari uchun yuqori ishonchlilikka ega induktorlarni taqdim etadi
AI ma'lumotlar markazlari uchun zaxira batareyasi boshqaruv tizimlari (BMS) ning noyob ishga tushirish talablarini qondirish maqsadida Codaca o'z induktorlarini magnit yadrosi materiali tarkibini, o'ram arxitekturasini va ishonchlilikni ta'minlovchi dizaynni o'z ichiga olgan bir nechta o'lchovlarda optimallashtiradi. Codaca AI zaxira BMS sxemalarida turli quvvat darajalari uchun mo'ljallangan bo'lib, maydonda sinovdan o'tkazilgan mahsulotlar to'plamini taklif etadi:
(1) Yuqori oqimli quvvat induktori
Codaca kompaniyasining maxsus yuqori tokli quvvat induktorlari past yo'qotishli magnit yurak materiallariga ega va tekis simli g'altak o'ralgan dizaynga ega bo'lib, juda past yurak yo'qotishlarini va a'lo yumshoq to'yinganlik ko'rsatkichlarini ta'minlaydi. Ular bir zumda yuqori tokli sakrashlarga uchraganda induktivlik keskin pasayish o'rniga silliq, asta-sekin pasayadi, bu esa to'liq yurakning to'yinganligi natijasida vujudga keladigan nosozliklarni keskin yuklanishdagi tok sakrashlarida samarali oldini oladi. Ularning maksimal to'yinganlik toki (Isat) 422 A gacha va ishlash harorati 170°C gacha bo'lgan keng diapazonda o'zgaradi; shu sababli ular yuqori doimiy tok yuklamalari va kuchli issiqlik kuchlanishi xususiyatlariga ega qattiq atrof-muhit sharoitlariga chidamli qilinadi. Ular uzun muddatli yuqori tok ishlatilganda sirt haroratining kam ko'tarilishini saqlaydi va shuning uchun BMS elektr sxemasi topologiyalarining keng doirasiga mos keladi.
Tavsiya etiladigan mahsulotlar: CSBX /CSBA /CPRX /CPRA /CPEX /CPEA
(2) Mo'ldlangan quvvatli induktorlar
Codaca kompaniyasining o'ziga xos shakllantirilgan quvvat induktorlari past yo'qotishli magnit yurak materiallaridan va ilg'or issiqlik bosim ostida shakllantirish jarayonidan foydalanadi; bu komponentning maydonini va quvvat yo'qotishini sezilarli darajada kamaytirib, umumiy ishlash ishonchliligini oshiradi. To'liq magnit himoyalangan dizayn tufayli ular juda past magnit oqimi sifoni ko'rsatkichiga ega bo'lib, bu esa nozik analog old qism (AFE) kuchlanish va tokni kuzatish signallariga ta'sir qiluvchi to'rtburchak magnit maydonlarining bog'lanishini oldini oladi. Bu, batareyaning zaryad holati (SOC) va sog'lomlik holati (SOH)ni o'lchash aniqligini ta'minlaydi, yashiringan EMI sababli tizim nosozliklarini kamaytiradi va butun birlamaning elektromagnit mosligini (EMC) oshiradi. Maksimal ishlatish harorati 155°C gacha va pik quvvat aylantirish samaradorligi 98% gacha bo'lgan bu quvvat induktorlari BMS tizimining umumiy ishonchliligini oshirishda va DC-DC quvvat aylantirish samaradorligini maksimal darajada oshirishda samarali vosita hisoblanadi.
Tavsiya etiladigan mahsulotlar: CSEG-H /CSEB-H /CSHB /CSAG
Muhandislar BMS ishlash barqarorligiga ta'sir qiladigan umumiy rejimdagi shovqin va elektromagnit to'siq (EMI) ta'sirini samarali bosib olish uchun maqsadli chastota diapazonlari bo'ylab yuqori qarshilik xususiyatlariga ega umumiy rejimdagi choklar tanlashi mumkin. Codaca mijozlarning turli xil dasturiy talablari uchun moslashtirilgan umumiy rejimdagi choklar yechimlarining keng doirasini taklif etadi.
Tavsiya etiladigan mahsulotlar: TCAB /CSTP /CRHCM /CSUC
Generativ AI ning o'sishi bilan ma'lumotlar markazlari uchun zaxira energiya saqlash tizimlari tezda yangilanmoqda va takomillashtirilmoqda. Zaxira quvvat xavfsizligini ta'minlaydigan asosiy aqlli tizim sifatida batareya boshqaruv tizimi (BMS) magnit komponentlarga nisbatan quvvat zichligi, uzoq muddatli ishonchlilik va EMI ishlashini talab qiladi. O'ttiz besh yildan beri quvvat induktorlarida chuqur mutaxassislarning Codaca kompaniyasi materiallarni takomillashtirish va ilg'or ishlab chiqarish jarayonlarini takomillashtirish orqali AI ma'lumotlar markazlari uchun zaxira energiya saqlash vaziyatlari uchun BMSga moslashtirilgan to'liq induktor yechimlarini taklif etadi. Yuqori ishonchlilikka ega quvvat magnit komponentlari orqali Codaca dunyo bo'ylab hisoblash infratuzilmasining barqaror va uzluksiz ishlashini ta'minlaydi.
EN