前言
服務器電源在數據中心和企業級計算中承擔著為服務器主板、CPU、內存、硬盤及外設提供穩定電力的作用。其規格主要受外形尺寸、功率輸出、接口兼容性、冗余能力、轉換效率 等因素影響。從外觀分類主要有:ATX/EPS電源、CRPS、OCP電源、電源柜等多種類型,
另外服務器電源也普遍遵循80 PLUS認證能效標準,該標準是由美國ECOS Consulting 于 2004 年推出的電源轉換效率認證項目,旨在推動計算機、服務器等設備提升能效、降低能耗與發熱。目前主要分為七大等級:白牌、銅牌、銀牌、金牌、白金、鈦金、紅寶石。
服務器作為數據中心的核心設備,其性能與擴展性遠超普通PC臺式機,能夠高效處理海量數據請求,廣泛應用于企業數據中心、無盤系統及通信機房等場景,對7×24小時不間斷穩定運行提出了極高要求。為滿足這一需求,服務器電源在用料和設計上更加嚴苛,普遍采用高可靠性元器件,還普遍配備易于拆卸的雙電源冗余設計,以有效降低單電源故障導致的數據丟失風險。
充電頭網累計累計深度拆解十余款服務器電源,從內部架構到器件布局進行系統分析,重點探討低壓功率器件的選型策略與應用特點。通過這些案例,可以幫助讀者更直觀地了解服務器電源在高性能、高可靠性設計中的關鍵考量及低壓功率器件的應用趨勢。
服務器電源內置低壓功率器件
文中出現的低壓功率器件如上表所示。
AcBel康舒
康舒550W服務器電源
康舒這款550W服務器電源采用了移相全橋架構設計,主要采用了TI德州儀器UCC28019A+UCC3895方案,CREE C3D04060A碳化硅二極管進行升壓整流,隔離驅動采用UCC27324驅動變壓器。另外設計有輔助電源供電電路,采用英飛凌ICE3AR0680JZ離線開關電源芯片;輸出端采用微芯PIC16LF1937單片機進行電源整機控制。日化、紅寶石電容進行輸入輸出濾波。
內置低壓功率器件
AOS萬國AON6400
一顆NMOS為AOS AON6400,耐壓30V,導阻1.4m?,采用DFN5*6封裝,用于輸出控制。
AOS萬國AON7406
兩顆AON7406 NMOS,耐壓30V,導阻17m?,DFN3x3封裝。
Infineon英飛凌IPP040N06N3 G
同步整流管,英飛凌IPP040N06N3 G,耐壓60V,導阻4mΩ,通過螺絲固定到銅質散熱片上,并涂有導熱硅脂,采用TO-220封裝。
NXP恩智浦STPS20H100C
肖特基二極管來自NXP,STPS20H100C,20A 100V耐壓,采用TO-220封裝。
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康舒1100W白金牌碳化硅服務器電源
康舒1100W白金牌服務器電源,這款電源支持100-127V輸入,輸出功率為1050W,在200-240V輸入時達到額定輸出功率1100W。電源額定輸出電壓為12.2V,輔助電源輸出為12V,額定輸出電流3A。電源模塊采用長條形金屬外殼,輸入端設有散熱風扇,把手,指示燈和電源插座,輸出端設有金手指連接器。這款電源模塊用于為聯想服務器供電,采用PFC+移相全橋架構。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌BSC016N06NS
同步整流管來自英飛凌,型號BSC016N06NS,NMOS,耐壓60V,導阻1.6mΩ,采用TDSON-8封裝。
ROHM羅姆RS1E240BN
輸出控制管來自羅姆,型號RS1E240BN,NMOS,耐壓30V,導阻3.2mΩ,采用HSOP8封裝。
ROHM羅姆RSX301L-30
肖特基二極管來自羅姆,絲印56,型號為RSX301L-30,規格為30V 3A,采用SMA封裝。
TI德州儀器CSD17573Q5B
輸出控制管來自德州儀器,型號CSD17573Q5B,NMOS,耐壓30V,導阻0.84mΩ,采用SON5*6封裝。
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DELL戴爾
戴爾495W白金牌服務器電源
戴爾這款服務器電源由臺達電子代工,固定12V輸出,輸出電流為41.25A,電源最大輸出功率為495W。這款電源內部采用微芯科技的DSPIC用于PFC升壓,TI德州儀器 UCC28950用于移相全橋和同步整流控制,輔助電源控制器來自安森美。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌BSC042NE7NS3 G
同步整流小板開關管來自英飛凌,型號BSC042NE7NS3 G,NMOS,耐壓75V,導阻4.2mΩ,采用PG-TDSON-8封裝。
Infineon英飛凌IRFH5250
控制輸出的MOS管來自英飛凌,型號IRFH5250,NMOS,耐壓25V,導阻1.15mΩ,采用PQFN5*6封裝。
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戴爾600W存儲陣列冗余電源
戴爾這款600W冗余電源用于存儲陣列供電,采用雙電源冗余配置,提升供電可靠性。這款電源由光寶科技代工,具備80PLUS銀牌轉換效率。電源支持100-240V寬電壓輸入,具備12V,5V和5V待機輸出。
內置低壓功率器件
Diodes達爾SBR10U60CT
待機電源整流管來自達爾,型號SBR10U60CT,規格為60V 10A,采用TO-220AB封裝。
ONSEMI安森美FDP047N08
同步整流管來自安森美,型號FDP047N08,NMOS,耐壓75V,導阻4.7mΩ,采用TO220封裝。
ST意法半導體STD95N2LH5
12V輸出控制管來自意法半導體,型號STD95N2LH5,NMOS,耐壓25V,導阻3.8mΩ,采用DPAK封裝。
ST意法半導體STPS10L40CT
肖特基二極管來自意法半導體,型號STPS10L40CT,規格為40V 10A,采用TO-220AB封裝。
ST意法半導體STD17NF03LT4
用于控制風扇供電的開關管來自意法半導體,型號STD17NF03LT4,NMOS,耐壓30V,導阻38mΩ,采用DPAK封裝。
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戴爾870W銀牌服務器電源
戴爾的這款電源大約為2011年生產,輸出電壓為12.1V,輸出電流為70.4A,待機電源輸出電壓為12V,輸出電流為1.5A,總輸出功率為870W。這款電源由雅達電子代工,通過了80PLUS 銀牌標準。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌IPB020N04 G
同步整流管來自英飛凌,型號IPB020N04 G,NMOS,耐壓40V,導阻2mΩ,采用TO263-7封裝。
Infineon英飛凌BSC020N03LS G
輸出控制的開關管來自英飛凌,型號BSC020N03LS G,NMOS,耐壓30V,導阻2mΩ,采用PG-TDSON-8封裝。
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戴爾1100W白金服務器電源
這款服務器電源大約為2014年以后生產,為12V輸出,輸出電流為91.6A,最大輸出功率為1100W,通過了80 PLUS 白金標準。另外這款電源提供12V待機電源,輸出電流為3A。電源為磚塊造型,采用PCB金手指連接器。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌IPP023NE7N3 G
同步整流管來自英飛凌,型號IPP023NE7N3 G,NMOS,耐壓75V,導阻2.3mΩ,采用TO220封裝。
Infineon英飛凌IRFH5250
控制輸出的MOS管來自英飛凌,型號IRFH5250,NMOS,耐壓25V,導阻1.15mΩ,采用PQFN5*6封裝。
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EMERSON艾默生
艾默生1725W開關電源模塊
艾默生這款開關電源模塊型號為7001490-J000,電源模塊支持100-240V寬范圍輸入電壓,輸出電壓為12.3V,額定輸出功率為1725W。模塊輸入端設有品字插座,指示燈和脫扣把手,輸出端設有連接器供電。在模塊內部設有散熱風扇,兩端均設有散熱孔用于空氣流通。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌IRFSL3206
同步整流管來自英飛凌,型號IRFSL3206,NMOS,耐壓60V,導阻2.4mΩ,采用TO-262封裝。
Infineon英飛凌BSC020N03LS
另外四顆同步整流管來自英飛凌,型號BSC020N03LS,NMOS,耐壓30V,導阻2mΩ,采用TDSON-8封裝。
Infineon英飛凌BSC020N03LS G
輸出控制的開關管來自英飛凌,型號BSC020N03LS G,NMOS,耐壓30V,導阻2mΩ,采用PG-TDSON-8封裝。
Infineon英飛凌BSC190N15NS3 G
英飛凌BSC190N15NS3 G,NMOS,耐壓150V,導阻19mΩ,采用TDSON-8封裝。
Infineon英飛凌BSC050N03LS G
用于供電控制的開關管來自英飛凌,型號BSC050N03LS G,NMOS,耐壓30V,導阻5mΩ,采用S3O8封裝。
ST意法半導體STS8DNF3LL
開關管來自意法半導體,型號STS8DNF3LL,為雙NMOS,耐壓30V,導阻17mΩ,采用SO-8封裝。
Vishay威世Si7112DN
另一顆開關管來自威世,型號Si7112DN,NMOS,耐壓30V,導阻7.5mΩ,采用PowerPAK 1212-8封裝。
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GreatWall長城
長城250W開關電源模塊
長城250W功率CPRS電源模塊用于網件M4300系列10G交換機供電,網件型號為APS250W。電源支持100-240V寬電壓輸入,輸出電壓為12V,輸出電流20.0A,待機電源輸出電壓12V,輸出電流1A,額定輸出功率為250W。
內置低壓功率器件
APEC富鼎先進AP1A003GMT
輸出VBUS開關管來自富鼎先進,型號AP1A003GMT,NMOS,耐壓30V,導阻0.99mΩ,采用PMPAK5*6封裝。
Infineon英飛凌BSC018N04LS G
同步整流管來自英飛凌,型號BSC018N04LS G,NMOSA,耐壓40V,導阻1.8mΩ,采用TDSON-8封裝。
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長城2200W白金牌服務器電源
長城推出的一款2200W白金牌服務器電源,電源型號為CRPS2200DLW,支持100-240V寬電壓輸入,其中100-127V交流輸入時電源輸出功率為1100W,當200-240V交流輸入或240V直流輸入時,電源輸出功率為額定2200W,電源模塊輸入端設有散熱風扇,電源插座和指示燈,輸出端設有金手指連接器。
內置低壓功率器件
APEC富鼎先進AP1A003GMT
輸出VBUS開關管來自富鼎先進,型號AP1A003GMT,NMOS,耐壓30V,導阻0.99mΩ,采用PMPAK5*6封裝。
Diodes達爾SBR10U200P5
整流管來自達爾,型號SBR10U200P5,為超級勢壘整流器,規格為200V 10A,采用PowerDI5封裝。
Vishay威世SiR608DP
同步整流管來自威世,型號SiR608DP,NMOS,耐壓45V,導阻1.2mΩ,采用PowerPAK SO-8 Single封裝。
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HUAWEI華為
華為750W鈦金牌服務器電源
華為這款750W鈦金牌服務器電源支持220V交流或240V直流輸入,輸出電壓為12V,輸出電流為62.5A,待機電源輸出同樣為12V,輸出電流為2.5A,總輸出功率為750W。電源符合80PLUS鈦金標準,具備更高的轉換效率。電源輸入端設有散熱風扇,連接器和指示燈,輸出端采用PCB金手指連接。
內置低壓功率器件
Nexperia安世PSMN1R0-30YLD
用于輸出控制的MOS管來自安世半導體,絲印1D030L,型號PSMN1R0-30YLD,NMOS,耐壓30V,導阻1mΩ,采用LFPAK56封裝。
ONSEMI安森美NTMFS5C612NL
變壓器次級輸出直接焊接連接到同步整流小板,小板設有六顆同步整流管,來自安森美,絲印5C612L,型號NTMFS5C612NL,NMOS,耐壓60V,導阻1.2mΩ,采用DFN5*6封裝。
ONSEMI安森美FDMS3672
同步整流管來自安森美,型號FDMS3672,NMOS,耐壓100V,導阻23mΩ,采用Power56封裝。
ONSEMI安森美FDMS8027S
開關管來自安森美,型號FDMS8027S,NMOS,耐壓30V,導阻5mΩ,采用Power56封裝。
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華為3000W氮化鎵服務器電源
華為這款3000W功率的氮化鎵電源采用短身設計,外觀上看起來就像是1U電源折疊起來的樣子。電源為金屬外殼,在側面通過螺絲裝配,側面的外殼上還有沖孔,用于空氣流通,進行散熱。這款電源型號為TMN1APSU,輸出規格為53.5V 56.1A,計算輸出功率為3000W,并且支持根據輸入電壓的降低,對應降低輸出功率。電源端面設有散熱風扇和電源輸入插座,輸出側設有散熱格柵和輸出金手指。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌BSC026N08NS5
十顆同步整流管,均來自英飛凌,型號BSC026N08NS5,NMOS,耐壓80V,導阻2.6mΩ,采用PG-TDSON-8封裝。
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華為3000W數字電源模塊
華為R4850G1電源模塊采用金屬外殼,模塊前端設有安裝卡扣,使用螺絲組裝固定。模塊額定輸入電壓為200-240V,輸出功率為3000W,低壓輸入時輸出功率為1200W。模塊前端設有散熱風扇和指示燈,尾部設有連接器,用于交流輸入和直流輸出以及通信連接,便于替換維護。
內置低壓功率器件
Infineon英飛凌IPP075N15N3-G
同步整流管來自英飛凌,型號IPP075N15N3-G,NMOS,耐壓150V,導阻7.2mΩ,采用TO220-3封裝。
ONSEMI安森美FDMC2523P
另一顆開關管來自安森美,型號FDMC2523P,PMOS,耐壓-150V,導阻1.5Ω,采用WDFN8封裝。
Vishay威世Si7322DN
開關管來自威世,型號Si7322DN,NMOS,耐壓100V,導阻58mΩ,采用PowerPAK 1212-8封裝。
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航嘉2000W白金牌服務器電源
航嘉這款2000W白金牌服務器電源支持100-127V交流輸入,輸出功率為1000W。在200-240V交流輸入時,達到額定輸出功率2000W。電源額定輸出電壓為12V,待機電源輸出為12V,額定輸出電流3A。
內置低壓功率器件
Hunteck恒泰柯HGN006N03AL
用于輸出供電控制的開關管來自恒泰柯,型號HGN006N03AL,NMOS,耐壓30V,導阻0.55mΩ,采用DFN5*6封裝。
LITEON光寶B240A
兩顆二極管來自光寶,型號B240A,規格為40V 2A,采用SMA封裝。
PY平偉PWC009N04ES
同步整流管來自平偉,型號PWC009N04ES,采用DFN5*6封裝,規格40V 0.75mΩ。
PY平偉D50N03EL
MOS管來自平偉,型號D50N03EL,NMOS,耐壓30V,導阻6mΩ,采用DFN5*6封裝。
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英特爾1600W鈦金牌服務器電源
英特爾這款鈦金服務器電源型號為PSSF162205A,電源支持寬范圍輸入電壓,額定輸出功率為1600W,電源輸入端設有品字接口用于連接電源線,并設有LED燈指示運行狀態。輸出端設有PCB金手指,連接到服務器供電。電源內部設有散熱風扇,從輸出端吸入空氣,從輸入端吹出散熱。
內置低壓功率器件
Diodes達爾SBR10U45SP5
用于為待機電源供電的二極管來自達爾,型號SBR10U45SP5,為肖特基二極管,規格為10A 45V,采用PowerDI5封裝。
Infineon英飛凌BSC016N06NS
同步整流管來自英飛凌,型號BSC016N06NS,NMOS,耐壓60V,導阻1.6mΩ,采用TDSON-8封裝,一側使用四顆并聯。
Nexperia安世PSMN0R9-30YLD
輸出控制管來自安世半導體,絲印0D930L,型號PSMN0R9-30YLD,NMOS,耐壓30V,導阻0.87mΩ,采用LFPAK56封裝。
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光寶460W白金牌服務器電源
這款光寶科技推出的服務器電源約為10年前生產,電源為12V輸出,輸出電流為38.3A,輸出功率為460W,通過了80 PLUS 白金標準。此外電源還具備12V待機電壓輸出,輸出電流為2.5A。電源采用板磚造型,采用金手指連接器,支持熱拔插。
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Infineon英飛凌IPP023NE7N3 G
同步整流管來自英飛凌,型號IPP023NE7N3 G,NMOS,耐壓75V,導阻2.3mΩ,采用TO220封裝。
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