Die verborgenen Helden der KI-Rechenleistung: Wie inländische Hochspannungskondensatoren (Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H) drei zentrale Herausforderungen bei Server-Netzteilen lösen

Angesichts des explosionsartigen Wachstums der Rechenleistung von KI-Systemen stehen Rechenzentren unter enormem Modernisierungsdruck. Als „Energiezentrum“ von KI-Servern steht die Entwicklung von AC/DC-Netzteilen vor beispiellosen Herausforderungen: Wie lassen sich höhere Leistungsdichte, längere Lebensdauer und größere Zuverlässigkeit auf begrenztem Raum realisieren? Dies ist nicht nur eine technische Frage, sondern auch entscheidend für die kontinuierliche und stabile Bereitstellung von KI-Rechenleistung.

YMIN Electronics, ein führender inländischer Anbieter von Kondensatorlösungen mit jahrelanger Erfahrung im Bereich der Hochspannungskondensatoren, hat die IDC3-Serie von Hochspannungs-Flüssigkeits-Schnapp-auf-Aluminium-Elektrolytkondensatoren auf den Markt gebracht, um den spezifischen Anforderungen von KI-Server-Netzteilen gerecht zu werden und eine innovative technische Lösung zur Bewältigung der Probleme der Branche zu bieten.

Betriebsbedingungen

• Einbauort: Energiespeicher-/Filterkondensator nach der AC/DC-Eingangsstufe PFC (Leistungsfaktorkorrektur) DC-Zwischenkreis (Gleichstrombus) (typische Lösung)

• Leistung: 4,5 kW–12 kW+; Bauform: 1U Rack-Netzteil für Server/Hauptnetzteil für Rechenzentren

• Frequenz: Mit der zunehmenden Anwendung von GaN (Galliumnitrid)/SiC (Siliziumkarbid) liegt die Schaltfrequenz üblicherweise im Bereich von einigen zehn kHz bis zu einigen hundert kHz (je nach Projekt; in diesem Artikel wird eine Spezifikation wie z. B. 120 kHz genannt).

• Betrieb und Wärme: Rechenzentren sind üblicherweise rund um die Uhr in Betrieb; das Netzteil weist eine hohe interne Wärmedichte auf, was eine Berücksichtigung der Kondensatorgehäusetemperatur und der Lebensdauerreduzierung erfordert (typische Hochtemperatur-Betriebsbedingungen).

Drei zentrale Herausforderungen: Das Dilemma der Hochspannungskondensatoren im Netzteildesign von KI-Servern.

Bei der Entwicklung der AC/DC-Teile von Netzteilen für KI-Server und Hauptnetzteilen für Rechenzentren stehen Ingenieure im Allgemeinen vor drei großen Herausforderungen:

① Der Widerspruch zwischen Platzbedarf und Kapazität: Im begrenzten Raum eines 1U-Rackservers stoßen herkömmliche Standard-Hornkondensatoren häufig an ihre Grenzen. Ausreichende Energiespeicherkapazität auf kleinem Raum zu erreichen, ist eine entscheidende Herausforderung bei der Entwicklung von Netzteilen mit hoher Leistungsdichte.

② Herausforderungen hinsichtlich der Lebensdauer in Hochtemperaturumgebungen: Serverräume für KI-Systeme weisen in der Regel hohe Temperaturen auf, was die Wärmeableitung der Stromversorgung stark beansprucht. Die Leistungsfähigkeit des 450-V/1400-µF-Kondensators unter der Belastung von 105 °C hinsichtlich der Lebensdauer hat direkten Einfluss auf die Langzeitstabilität des Systems.

③ Leistungsanforderungen im Kontext höherer Frequenzen: Mit der zunehmenden Verbreitung neuer Leistungshalbleiter wie GaN/SiC steigen die Schaltfrequenzen der Stromversorgungen kontinuierlich an, was höhere Anforderungen an den ESR-Wert und die Restwelligkeitsstromfestigkeit der Kondensatoren stellt, um das Risiko von Systemausfällen zu vermeiden.

YMIN IDC3

Neudefinition der Leistungsgrenzen von Hochspannungskondensatoren durch Technologie

Um die oben genannten Herausforderungen zu bewältigen, wurden mit der YMIN IDC3-Serie umfassende Durchbrüche in drei Dimensionen erzielt: Materialien, Struktur und Prozess:

1. Revolutionäre Dichte: 70 % Kapazitätssteigerung innerhalb eines Φ30×70mm-Gehäuses

Durch die Verwendung eines kompakten, hornförmigen Kondensatorgehäuses (Φ30 × 70 mm) wird eine hohe Kapazität von 450 V/1400 μF innerhalb der typischen Höhenbeschränkungen eines Standard-1U-Servernetzteils erreicht. Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten gleicher Größe wird die Kapazität um über 70 % gesteigert (im Vergleich zum typischen Kapazitätsbereich gängiger, hornförmiger Flüssigkeitskondensatoren mit Φ30 × 70 mm und 450 V in der Branche). Dadurch wird der Widerspruch zwischen hoher Kapazitätsdichte und geringem Platzbedarf effektiv gelöst.

2. Bahnbrechende Lebensdauer: Haltbarkeitstest bei 105 °C

Dank optimierter Elektrolytzusammensetzung und Anodenfolienstruktur weist die IDC3-Serie selbst unter extremen Bedingungen von 105 °C eine hervorragende Lebensdauer auf. Diese Konstruktion ermöglicht es den Kondensatoren, in der Hochtemperaturumgebung von Rechenzentren langfristig stabil zu bleiben und so die branchenübliche Herausforderung der kurzen Lebensdauer aufgrund hoher Temperaturen zu bewältigen.

3. Hochfrequenzanpassungsfähigkeit: Maßgeschneidert für die GaN/SiC-Ära

Durch die Verwendung eines Designs mit niedrigem ESR-Wert kann es höhere Restwelligkeitsströme bei 120 kHz verkraften. Diese Eigenschaft ermöglicht es der IDC3-Serie, sich besser an Hochfrequenz-Schalttopologien auf Basis von GaN (Galliumnitrid)/SiC (Siliziumkarbid) (gemäß Datenblattspezifikationen) anzupassen und so die Effizienz von Netzteilen mit hoher Leistungsdichte deutlich zu verbessern. Im Gegensatz zur herkömmlichen Auswahl von Buskondensatoren, die sich primär auf niederfrequente Restwelligkeit konzentriert, erfordern Netzteile mit hoher Leistungsdichte für GaN/SiC-Plattformen die gleichzeitige Überprüfung der ESR- und Hochfrequenz-Restwelligkeitsstromfestigkeit gemäß Datenblattspezifikationen.

Hinweis: Die wichtigsten Parameter in diesem Artikel stammen aus derYMIN IDC3-SerieDatenblatt/Prüfbericht; sofern nicht anders angegeben, werden ESR/Welligkeitsstrom gemäß den Datenblattspezifikationen (z. B. 120 kHz) beschrieben, und es gilt die jeweils aktuellste Version des Datenblatts.

Gemeinsame Innovation: Zuverlässigkeits- und Leistungsprüfung von 4,5 kW bis 12 kW

YMIN pflegt eine enge technische Zusammenarbeit mit branchenführenden Herstellern von GaN-Leistungshalbleitern wie Navitas (laut öffentlich zugänglichen Informationen). In Stromversorgungsprojekten für KI-Server mit Leistungen von 4,5 kW bis 12 kW und darüber hinaus haben die Hochspannungs-Flüssigkeits-Schnappkondensatoren der IDC3-Serie aus Aluminium ihre herausragende Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt.

Dieses kollaborative Entwicklungsmodell gewährleistet nicht nur die Produktzuverlässigkeit, sondern bildet auch eine solide technische Grundlage für die kontinuierliche Weiterentwicklung von Netzteilen für KI-Server. Die IDC3-Serie von YMIN hat sich (laut öffentlich zugänglichen Informationen) als bevorzugte Lösung für zahlreiche High-End-KI-Serverprojekte etabliert und bietet eine Leistung, die mit führenden internationalen Marken vergleichbar ist.

Mehr als nur Produkte: Wie YMIN Systemlösungen für KI-Server bietet

Im Zeitalter des explosionsartigen Wachstums der Rechenleistung von KI-Systemen ist die Zuverlässigkeit von Stromversorgungssystemen von höchster Bedeutung. YMIN Electronics versteht die hohen Anforderungen an die Stromversorgung von KI-Servern und bietet der Branche mit der IDC3-Serie eine Komplettlösung, die hohe Kapazitätsdichte, lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit optimal vereint.

Nachfolgend finden Sie eine typische Auswahlhilfe für IDC3-Hochspannungs-Flüssigkeits-Schnappkondensatoren (selbsttragend auf dem Substrat) aus Aluminium für KI-Server-Netzteile, die Ihnen hilft, die Systemanforderungen schnell zu erfüllen:

Tabelle 1: IDC3-Serie Hochspannungs-Flüssigkeits-Schnappkondensatoren – Auswahlempfehlungen

Innovation kennt keine Pause: YMIN liefert weiterhin stabile Energie für KI-Infrastrukturen

Im Zeitalter der Rechenleistung ist eine stabile Stromversorgung unerlässlich. YMIN Electronics bietet mit seinen hochspannungsfesten, flüssig aufsteckbaren Aluminium-Elektrolytkondensatoren der IDC3-Serie eine zuverlässige Stromversorgung für KI-Computing-Infrastrukturen. Wir liefern nicht nur Produkte, sondern auch Systemlösungen, die auf fundiertem technologischen Know-how basieren.

Wenn Sie Netzteile für KI-Server der nächsten Generation entwickeln, ist YMIN bereit, Sie dabei zu unterstützen, mit technologischen Innovationen die Grenzen des Designs zu überwinden und gemeinsam mit Ihnen die Welle der Rechenleistung zu reiten.

Fragen und Antworten

F: Wie lösen die Hochspannungskondensatoren der IDC3-Serie von YMIN die Probleme von Netzteilen für KI-Server?

A: Die Hochspannungs-Flüssigkeits-Schnappauf-Elektrolytkondensatoren der YMIN IDC3-Serie aus Aluminium bieten Lösungen aus drei Dimensionen:

① Hochdichtes Design – Erreicht eine hohe Kapazität von 450 V/1400 μF innerhalb einer Größe von Φ30×70 mm, was einer Steigerung der Kapazität um über 70 % im Vergleich zu Produkten gleicher Größe entspricht und den Konflikt zwischen Platz und Kapazität löst;

② Lange Lebensdauer bei hohen Temperaturen – Die optimierte Elektrolyt- und Anodenstruktur gewährleistet eine Lebensdauer von 3000 Stunden unter Last bei 105℃ und verbessert so die langfristige Systemzuverlässigkeit;

③ Hochfrequenzkompatibilität – Durch die Verwendung eines Designs mit niedrigem ESR wird ein Hochfrequenzbetrieb von 120 kHz unterstützt, mit einem maximalen Einzelzellen-Welligkeitsstrom von ca. 4,12 A (500 V/1700 μF, 120 kHz; 450 V/1400 μF ca. 2,75 A, siehe Auswahltabelle am Ende), kompatibel mit GaN/SiC-Hochfrequenztopologien, was die Entwicklung von Stromversorgungen mit hoher Leistungsdichte erleichtert.

Zusammenfassung am Ende des Dokuments

Anwendungsbereiche: AC/DC-Frontend-Design für KI-Server-Netzteile, Hauptnetzteilsysteme für Rechenzentren, 1U-Rack-Netzteile für hochdichte Server, GaN/SiC-basierte Hochfrequenz-Schaltnetzteile, Netzteile für KI-Rechenanlagen mit hoher Leistungsdichte (4,5 kW – 12 kW+).

Kernvorteile:

① Dimension: Platzdichte, Beschreibung: Erreicht 450 V/1400 μF bei einer Größe von Φ30 × 70 mm, mit einer Kapazitätssteigerung von über 70 % im Vergleich zu ähnlichen Größen, anpassbar an die Höhenbeschränkungen von 1U-Servern.

② Dimension: Lebensdauer bei hohen Temperaturen, Beschreibung: Über 3000 Stunden Lebensdauer unter Last bei 105℃, geeignet für Hochtemperatur-Betriebsumgebungen in Rechenzentren.

③ Dimension: Hochfrequenzleistung, Beschreibung: Niedriges ESR-Design, hält höheren Ripple-Strömen bei 120 kHz Hochfrequenz stand, anpassbar an GaN/SiC Hochfrequenztopologien.

④ Dimension: Systemverifizierung, Beschreibung: In Zusammenarbeit mit Herstellern wie Navitas, geeignet für KI-Server-Stromversorgungsprojekte von 4,5 kW bis 12 kW+.

Empfohlene Modelle

Dreistufiges Auswahlverfahren:

Schritt 1: Wählen Sie die Nennspannung anhand der Busspannung und berücksichtigen Sie dabei einen Derating-Spielraum (z. B. 450–500 V).

Schritt 2: Wählen Sie die Spezifikation für die Nutzungsdauer anhand der Umgebungstemperatur und der thermischen Auslegung (z. B. 105℃/3000h) und bewerten Sie den Temperaturanstieg.

Schritt 3: Passen Sie die Abmessungen an die Raumhöhen-/Durchmesserbeschränkungen an (z. B. Φ30×70mm) und überprüfen Sie die Spezifikationen für den Welligkeitsstrom und den ESR.