瞭解電源模組：設計原則、規格、應用和我們的建議

 

電源模組在現代電子系統中起著至關重要的作用，在廣泛的應用中提供穩定高效的電源轉換。在本文中，我們將探討電源模組的設計原理、規格和應用，並以全漢的頂級電源模組推薦作為總結。

 

設計原則

功率模組本質上是一種集成式的電源供應器，將功率半導體（如氮化鎵或碳化矽）、控制電路（數位或類比）和被動元件（如電感器、變壓器和電容器）整合在一個單一封裝中。以下是一些基本的設計原則：

集成度：

電源模組集成了多個元件，減少了對外部電路的需求。這簡化了系統設計和管理，增強了可靠性、EMC合規性和系統靈活性。

效率：

高效的電源轉換至關重要。出色的模塊設計可較大限度地降低開關和傳導損耗，從而在各種負載條件下提供高效率。它應符合最新的節能標準和測試準則，如80PLUS®效率標準或歐盟能效要求。

熱管理：

當電源模組安裝在安全限制和多樣化工業環境中運行的系統中時，確保有效的散熱設計非常重要。通常，該模組的工作溫度範圍為 -40°C 至 70°C，具有減額曲線或額外的氣流。高效的電源拓撲和元件降額準則是有效熱管理的關鍵。

保護功能：

電源模組集成了過電流、過電壓、過熱保護等保護功能，可防止損壞模組和連接的系統元件。

並聯運行：

如果模組中包含冗餘設計，則應包括 Oring 器件和電路，以支援並聯運行的模組。並聯運行可提高系統可用性和可靠性，並增加功率輸出。此功能對於任務關鍵型應用程式尤為重要，例如用於訓練或推理的 AI 伺服器。

數位通信：

電源模組應能夠與系統協同工作和通信，使模組能夠作為系統中的關鍵元件進行監視和控制，由系統板管理控制器（BMC）及其通信協議進行管理。

數位控制：

作為數位通信的擴展功能，電源模組應準備好接受來自系統管理的命令，並回應結果和相關活動。例如，可以根據系統的散熱要求控制 PSU 中的風扇，或者由於系統峰值負載，可以提供更高的功率輸出。

易於安裝：

電源模組應易於插入和拔出，或僅用幾顆螺絲固定。這方便了系統售後的維護。

 

規格

我們來看看電源模組的關鍵規格：

額定電壓：

電源模組在特定電壓水準（例如 12V、24V 或 48V）下運行。額定電壓決定了它們與不同應用的相容性。

額定電流：

模組可以處理的最大電流。更高的額定電流適用於伺服器、AI 或圖形應用程式以及工業設備。

故障警報：

監控 PSU 比以往任何時候都更加重要。故障應報警並記錄在 PSU 黑盒子或系統中。報警方式有兩種：帶TTL信號的模擬報警和數字狀態位識別。

效率：

效率通常以百分比表示，表示模組將輸入功率轉換為輸出功率的能力。

隔離：

一些電源模組在輸入和輸出之間提供電流隔離。這對於安全性和抗噪性至關重要。

機構尺寸：

在定義電源模組的設計規格時，機構要求實際上是我們必須定義的第一個主題。它與行銷應用、最新技術和系統考慮有關。

 

應用

電源模組在各個領域都有應用：

伺服器：

在伺服器系統中，使用電源模組來保證可靠和高效的電力供應。它們在高性能伺服器中尤為重要，因為在高性能伺服器中，電源效率和可靠性至關重要。

數據中心：

電源模組用於數據中心設備。它們有助於提高能源效率，這是數據中心的一個關鍵問題，因為它們消耗大量電力。此外，如前所述，電源模組應支援通過數位通信進行電源監控。

電信設備：

電源模組在電信中提升或降低電壓水準，尤其是在電源基站、路由器和網路交換機中。

工業應用：

電源模組具有機構尺寸、數字監控和電源冗餘功能，非常適合工業自動化、邊緣計算和關鍵任務設備。

 

FSP建議

全漢的CRPS（Common Redundant Power Supply）是專為邊緣伺服器、核心數據中心、AI中心等各種應用而設計的典型電源模組。以下是一些特定模型及其相應的應用：

FN系列：

該型號專為電信市場設計。它具有 AC 全範圍和 240Vdc 輸入，並且支援 NEBS。NEBS是電信設備的通用標準，具有系統高可靠性和高水準的EMC性能。

FL系列：

該型號也專為電信市場設計。它具有 -48V 輸入和前端和後端設計（風扇吹入或吹出）。

FM 或 HM 系列：

此型號專為核心數據中心和雲數據中心設計。它具有 AC 全範圍和 240Vdc 輸入，以及前端和後端設計（風扇吹入或吹出）。它具有高達3000W的均勻因數，3250W模組即將推出。

FH系列：

該型號專為核心數據中心和雲數據中心而設計。它具有 336Vdc 或 277Vac 輸入，可滿足新的資料中心要求。

 

這些型號的設計符合上述電源模組的設計原則，例如高效率、數位通信總線和具有熱插拔功能的並聯操作。全漢提供從300W到3000W的功率模組。它們是各種應用的理想選擇，包括儲存伺服器、邊緣伺服器、數據中心、AI 伺服器、GPU 伺服器、IPC 控制器和電信伺服器。模型的選擇取決於特定的系統部署要求。

 

結論

電源模組是現代電子產品中必不可少的元件。其高集成的設計、高效率和數位特性使其成為各種應用的理想選擇。隨著技術的進步，電源模組將繼續在塑造我們的互聯世界方面發揮至關重要的作用。

請記住選擇滿足您特定要求的電源模組，同時考慮電壓、電流、效率和數位特性。請至FSP的網站 https://www.fsp-group.com/tw/product/IPCPSU.html

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