数据中心与 AI 基础设施的电源转换

人工智能、高性能计算、云服务以及数据密集型应用正在推动数据中心和 AI 基础设施的电力需求快速增长。随着机柜功率与计算密度的不断提升，每一级转换环节都会对系统效率、热负荷、功率密度和可靠性产生不利影响。

RECOM 提供 AC/DC 与 DC/DC 电源转换解决方案，以支撑数据中心与 AI 供电架构，包括：面向 48VDC 级配电的 AC/DC 转换、面向新兴架构的高压直流输入转换、中间母线（intermediate-bus）与板级 DC/DC 转换、负载点稳压，以及按需带监控与控制的辅助电源。

现代数据中心与 AI 计算系统采用分布式供电架构，以高效地将能量从输入电源传送到各个电子负载。根据系统不同，供电链路可包含双向 AC/DC 转换、AC/DC 或 DC/DC 的 48VDC 级机柜 / 系统母线供电、中间母线转换以及本地负载点稳压。在给定功率下提高配电电压可降低电流，从而降低电阻损耗并减少导体的规格要求。

48VDC 级配电广泛应用于当前的数据中心与机柜架构中，因为相比传统低压母线，它能在电流显著更低的情况下传输相同的功率。高效转换为 48VDC 级母线有助于限制转换损耗和发热，同时为下游的 DC/DC 级提供一个实用的中间电压。兼容的电源还可提供待机母线（standby rail）、远程开关机、状态信号以及用于监控与控制的数字接口。在许多机柜级系统中，采用热插拔、背板连接的电源槽位（power shelf）是标准配置。因此，RECOM 解决方案主要定位于下游选定的板级与辅助电源转换环节，而非直接替代机柜电源槽位本身。

AI 机柜功率的快速提升正加速向更高电压的直流配电演进。新兴的 800VDC 架构正在开发并标准化，旨在降低配电电流、导体规格要求以及从设施到高密度计算设备之间的电源转换级数。直接连接到 800VDC 母线进行电源转换，要求转换器架构满足相应的连续工作电压（continuous working voltage）与系统绝缘要求；仅凭高隔离测试电压并不能表明其适用于 800VDC 母线运行。

由于光伏发电与储能（ESS）电池本身即为直流，高压 DC/DC 转换可将这些电源与较低的设备级直流母线对接，并支持从成熟的 48VDC 级架构向更高电压的数据中心配电过渡。相关的电力电子系统 —— 如储能变换器、光伏逆变器与高压变换器 —— 其控制、监控与栅极驱动电路通常也需要隔离式辅助电源。

随着 AI 供电架构的演进，多个 DC/DC 转换级可在高压配电、48VDC 级中间母线与板级电子所需的低压母线之间起桥接作用。在机柜级或系统级配电之后，DC/DC 转换器将母线电压降至中间母线和本地供电母线。一个常见的例子是从 48VDC 级母线转换为较低的中间电压，再在靠近负载处进行额外的稳压。在这一环节，高效率、功率密度、瞬态响应与热性能至关重要，因为转换损耗会直接转化为系统中必须被散除的热量。

根据架构的不同，隔离式转换器可分隔电压域，而紧凑的 SMD 开关稳压器和非隔离式电源模块可为控制器、FPGA、网络、存储及其他数字电子器件生成本地母线。将电源 IC 与匹配变压器相结合的分立式电源方案，可作为紧凑型隔离辅助电源与板级 DC/DC 转换的另一种实现方式。

数据中心与 AI 基础设施设备还需要辅助电源与待机电源，用于系统管理、监控、通信接口、冷却控制等功能，这些功能可能独立于主计算负载而持续运行。当所选产品支持时，带 PMBus 或 CAN 等数字接口的电源可实现远程监控、配置与故障上报。N+1 冗余电源、OR-ing 模块（功率合路）与电子断路器（e-fuse）可确保在故障或断电条件下供电可用。