数据中心机架电源设计
在高电压架构中，需要将大量功率远距离传输到较低电流，因此可以采用不同的设计方案来提高端到端效率。在系统要求允许的情况下，通常会移除不必要的转换级；同时，每个转换器的输出范围通常会根据其与下一个转换器的工作窗口进行优化。.
然而，数据手册中标明峰值效率最高的模块未必是最佳系统选择。固定比率中间母线转换器 (IBC) 可以提供更低的损耗和更高的功率密度，前提是下游稳压器能够承受其输出的波动。稳压 IBC 可以维持更稳定的中间母线电压，但稳压过程会引入额外的损耗。在相同的输入电压和传输功率下，4:1 的 IBC 可以产生更高的中间母线电压，从而降低母线电流和导通损耗。8:1 的 IBC 可以产生更低的电压，虽然会增加中间母线电流，但可以降低最终稳压阶段所需的降压幅度。最佳选择取决于诸多因素，包括输入范围、负载特性、电路板布局、散热以及下游转换器的工作范围。 网站博客 关于 4:1 和 8:1 转换比率的选择，需要进一步分析。.
如果每个组件都按照绝对峰值功率进行设计，可能会导致整个电源链不必要的过大。真正的挑战在于如何在满足峰值和瞬态负载需求的同时，避免设计裕量过大、功率不稳定和性能下降。因此，功率级、控制回路、去耦和散热路径都需要综合评估。具有明确峰值功率能力、可并联运行和数字控制的功率模块，能够为电源设计人员提供更大的灵活性，以应对瞬态负载。.
当然，散热也是电源设计的一部分。转换过程中损失的每一瓦功率都会转化为热量，而这些热量必须从本已散热受限的系统中排出。因此，从一开始就将散热与电源设计相结合，效果最佳。顶部导热路径、兼容冷板以及将电源靠近处理器放置，都能显著减少交叉发热，从而释放更多PCB面积。.
面向人工智能数据中心的嵌入式电源解决方案
在 48V 架构中，电源设计人员可以选择稳压式和非稳压式 IBC。固定比率产品，例如 BMR316 和 BMR321, 转换比分别为 4:1 和 8:1 的转换器，与可接受可变中间母线电压的下游级配合使用时，可提供高转换效率和功率密度。相比之下，诸如稳压四分之一砖转换器之类的转换器…… BMR352 输入电压变化时，可保持稳定的 12V 标称输出。当需要更大输出功率时，它还支持通过主动电流共享进行并联。峰值额定功率的模块可以承受超过其连续额定功率的短暂负载尖峰，前提是持续时间和重复频率保持在规定的范围内，并且保持必要的散热。.
对于采用 800VDC 或 ±400VDC 配电的下一代 AI 电源系统而言，首要需求是高效的转换级，它能够在机架内部安全地将高压降至较低电压，并在系统层面定义隔离和保护措施。我们正在为这两种架构开发 DC/DC 电源模块，例如 BMR720。BMR720 最初设计用于 ±400VDC 系统，可转换为 50V 母线，并提供高达 10kW 的持续功率或峰值功率 15kW。这为从新兴的设施和机架标准过渡到服务器硬件所需的低压领域提供了一条途径，而无需每个客户从头开始构建高压转换器。.
处理器附近，电压调节器模块和 垂直功率传输（VPD） 变得越来越重要。诸如以下解决方案： BMR510 该方案可在低至 0.5V 的输出电压下提供高电流，而定制的 VPD 解决方案则将最终转换级直接置于处理器下方。这缩短了高电流路径，降低了电阻损耗，改善了瞬态响应，同时释放了宝贵的 PCB 面积。随着处理器电流的持续增长，这些优势将愈发凸显。.
如前所述，产品本身只是电源选择的一部分。诸如 PMBus 之类的数字接口可提供运行数据访问权限、支持配置，并帮助工程师了解故障或负载行为。. 伟创力电源设计器, 是一款业界领先的软件工具，用于分析电力系统在实际运行条件下的性能。它允许团队在投入硬件开发之前，对完整的数字电力系统进行建模，并在预期条件下比较效率、热性能、相位扩展和下垂特性。评估板和应用工程随后允许在设计最终部署到平台之前，对这些假设进行验证。.
让每一兆瓦都发挥作用
对于每个转换级处理的每一兆瓦功率，每百分之一的损耗就相当于大约10千瓦的热量。降低损耗可以减少向处理器提供相同功率所需的输入功率，从而减轻冷却负担。它还可以降低电源链中的热应力，并为计算腾出更多固定站点的电力资源。在多个机架和转换级上，这些节省将成倍增加。.
在电力资源受限的数据中心，转换效率至关重要。增加发电容量和电网容量固然重要，但这需要时间，并且取决于机架以外的因素。减少从电网到芯片的损耗，是一种更快捷的途径，可以将更多可用电力输送到处理器。.
电力已成为人工智能基础设施的新型货币，高效的电力输送和转换既是竞争优势，也是商业必然要求。而那些将嵌入式电力和计算设计成一个完整系统的公司，将更有能力将每一兆瓦的稀缺电力转化为可靠的人工智能容量。.
