Desmontaje intenso 24 aceleradores
Huawei, que comenzó en el negocio de las comunicaciones, tiene presencia tanto en estaciones base de comunicaciones como en servidores. Siguiendo el concepto de "minimalista, ecológico, inteligente y seguro", Huawei ha lanzado una variedad de productos. productos de alimentación para servidores.
Fuente: Huawei
Recientemente, el blogger de Bilibili @machinesoul publicó un vídeo sobre el desmontaje de la fuente de alimentación, que me atrajo profundamente. Desembalada se encuentra la fuente de alimentación para servidor de nitruro de galio de 3000 W de grado titanio de Huawei. Según el blogger, el modelo de fuente de alimentación es PAC3000S12-T1, que es un producto de Huawei de hace unos años. La densidad de potencia de la fuente de alimentación es extremadamente alta y la eficiencia de conversión del sistema llega al 96%.
Fuente del mapeo de parámetros en la parte posterior: @中中中中
Después de consultar información relevante, descubrimos que Huawei tiene una variedad de productos de alimentación de servidor con un voltaje de salida de 12 V y una potencia de salida que oscila entre 900 W y 3000 W, etc., el tamaño del paquete es de 68 mm x 183 mm x 40,5 mm, la longitud de 183 mm es mucho más corta que el promedio de la industria de 265 mm y el volumen se controla en 490,62 mm. La densidad de las fuentes de alimentación convencionales de nitruro de galio de consumo es de solo 65432 mm y admite un voltaje de CA de 90 ~ 264 V y una entrada de voltaje de ~ 300 V CC de 180 V y una salida de 12,3 V/243,9 A.
Izquierda: Comparación interna de tres fuentes de alimentación con diferentes potencias de salida Derecha: Fuente de salida de la fuente de alimentación: @中中中中中
Cómo el PAC3000S12-T1 alcanza una potencia de hasta 6,114W. /mm3 densidad? A través de la comparación interna de las tres fuentes de alimentación del servidor Huawei anteriores, se encuentra que el tamaño de la PCB inferior de estas tres fuentes de alimentación es el mismo. El espacio interno de las fuentes de alimentación de 900 W y 1200 W parece más espacioso y ambas están conectadas a fuentes más grandes. Disipadores de calor a base de aluminio para mejorar el rendimiento de disipación de calor del sistema de suministro de energía. La fuente de alimentación de 3000 W elimina el diseño del disipador de calor y utiliza empalme de PCB horizontal y vertical para maximizar la utilización del espacio limitado y está llena de componentes. En el extremo de salida de la fuente de alimentación, también se utiliza un diseño de soldadura de condensadores MLCC. En general, esta fuente de alimentación es muy compacta.
Fuente de la imagen de la vista superior: @中中中中
Debido al espacio interno limitado de esta fuente de alimentación, el diseñador hizo todo lo posible por reservar suficiente espacio para otros componentes y El diseño general tiene dos inductores PFC sellados junto con un conjunto de núcleos magnéticos. Esta es también una manifestación de una alta densidad de potencia.
A juzgar por la apariencia y el diseño de los componentes de esta fuente de alimentación, aunque es pequeña, no es nada complicada, lo que también refleja el alto nivel de los ingenieros de diseño de PCB de Huawei. Es necesario considerar tanto la compatibilidad electromagnética del diseño de los componentes como cómo reducir el tamaño de la fuente de alimentación. Esta parte por sí sola requirió mucho trabajo.
En términos de circuito del sistema, esta fuente de alimentación para servidor de 3000 W adopta la arquitectura de fuente de alimentación PFC+LLC. La topología PFC utilizada en esta fuente de alimentación es PFC de tótem escalonado, que es una nueva forma de PFC y utiliza la menor cantidad de componentes entre las topologías de circuitos conocidas. En comparación con la topología PFC tradicional, tiene una menor pérdida de conducción y una mayor eficiencia de conversión.
Fuente: @中中中中
La parte PFC del tótem utiliza 12 MOSFET, de los cuales el brazo del puente de alta frecuencia utiliza 8 MOSFET de nitruro de galio. Según la especulación del blogger, estos ocho MOSFET de nitruro de galio son MOSFET de nitruro de galio en modo mejorado GS66516T 650V basados en GaN, que están empaquetados en GaNPX de baja inductancia y tienen una resistencia de solo 25 mΩ. El brazo del puente de baja frecuencia utiliza cuatro MOSFET basados en silicio con una resistencia de 28 mω. El modelo Infineon IPT60R028G7 tiene un voltaje de conexión máximo de 650 V V. Estos MOSFET están conectados en paralelo en pares y escalonados entre sí. El chip de control principal PFC es STM32F334, que está especialmente diseñado para la conversión de energía digital.
Fuente: @中中中中
El circuito LLC adopta la estructura de medio puente resonante LLC y utiliza cuatro MOSFET de nitruro de galio del mismo tipo que el circuito PFC.
La fuente de alimentación auxiliar utiliza el controlador PWM flyback cuasi-resonante ICE2QR2280G de Infineon, que tiene una función de reducción de frecuencia digital, que puede garantizar la estabilidad del funcionamiento cuando se reduce la carga y tiene un buen rendimiento en eficiencia de conversión e interferencia antielectromagnética. La salida de 12 V utiliza el MOSFET de canal N de Toshiba, con una resistencia de sólo 0,41 mω.
Durante el desmontaje, se descubrió que la fuente de alimentación de Huawei estaba llena de materiales, incluidos MOSFET de 12 GaN. El precio de GS66516T en la plataforma de comercio de componentes muestra 275 yuanes cada uno, y el valor total de solo 12 MOSFET de GaN alcanza los 3300 yuanes. Estoy realmente impresionado por las capacidades de apilamiento de Huawei y dudo seriamente que el diseñador haya tenido eso en cuenta al diseñar esta fuente de alimentación.
La fuente de alimentación seguirá generando calor durante el funcionamiento. A medida que aumenta la temperatura, el rendimiento de la fuente de alimentación se ve afectado y la vida útil de los componentes de la fuente de alimentación se acorta, lo que eventualmente puede provocar una falla del sistema. Por tanto, la gestión térmica de las fuentes de alimentación es muy importante.
Fuente: @中中中中
Después de desmontar la fuente de alimentación, se descubrió que no hay un disipador de calor instalado dentro de la fuente de alimentación. La disipación de calor se completa con 12 V. /Ventilador de 4A junto al extremo de entrada de energía, a máxima velocidad. Hasta 4W rpm. Después de todo, la potencia de salida de esta fuente de alimentación llega a los 3000W y el calor generado no se puede subestimar. Pero la desventaja es que el ventilador hará mucho ruido a altas velocidades.
¿Por qué la eficiencia del suministro de energía "que es muy costosa" es sólo del 96%? Dado que el ventilador de 12 V/4 A se utiliza para disipar el calor, la pérdida del ventilador es muy grande durante el funcionamiento. Y debido a que la corriente de salida es tan alta como 243,9 A, la pérdida de conducción del enlace de rectificación síncrona es muy alta. Al mismo tiempo, cuando la gran corriente de 243,9 A pasa a través del transformador, también producirá una alta pérdida de cobre. Las pérdidas en estos tres aspectos son las principales razones por las que no se puede mejorar la eficiencia de este suministro de energía.
Aunque este producto se fabricó hace unos años, ya puede satisfacer las necesidades de desarrollo de las fuentes de alimentación de servidores en términos de alta potencia, alta densidad y alta eficiencia. Junto con el diseño fragmentado de los componentes, se puede ver que el equipo de I + D de Huawei es bastante poderoso.