48V 数据中心解决方案

现代数据中心的每个机架平均提供 3kW - 5kW 的功率，为服务器、存储器和网络机架供电。大部分功率会供给基础 CPU，以确保其能高效率工作。因此，传统 12V 电源架构被广泛采用。

但随着云计算、人工智能应用以及大功率处理器和加速器需求的不断增长，数据中心也在不断发展以适应新的大功率需求。例如，早期 AI 市场超级计算机的整个电源系统需要 3200W 的功率。第二代 AI 的功率需求增长了三倍，使整个电源系统的总功率达到了 10kW。由于分配大电流时功率损耗随电流的平方 (I²R) 增大，必须在背板或走线中使用更多的铜来控制配电损耗。这样最终会限制系统的功率传输。

为了满足行业新的电源需求，MPS 开发了一种新型电源架构，它采用 48V 配电电压，能够将配电损耗降低 16 倍；另外还提供了 48V 数据中心解决方案，以应对新的设计挑战。

MPS 48V 电源结构
48V 电源结构: MPS 新型 48V 至 4.8V 系统

图 2: 48V 电源结构 – MPS 4V 至 6V 系统

• 总系统效率得到了极大优化
• 第一级解决方案：MPS LLC 电源模块
  • 输入输出比 10:1
  • 提供各种功率等级
  • 可并联工作
• 第二级解决方案：数字多相控制器+低压 Intelli-Phase^TM 或 Intelli-Module
  • Intelli-Phase^TM 系列提供额定值高达 90A 的连续电流
  • Intelli-Module 解决方案提供额定值高达 170A 的连续电流
• 电熔丝

横向供电与 Z 轴供电™

现代数据中心多采用横向供电系统，其电源稳压器通常放置在电路板顶部、处理器的周围。但随着 CPU 和 GPU 电流需求的不断增长，稳压器与负载点之间的距离成为造成 PDN 损耗的重要因素。此外，PDN 增加还意味着系统需要为稳压器提供更高的输出电容。

Z 轴供电™则将稳压器放置在 PCB 底部、处理器的下方。这种方法可以显著降低 PDN 损耗（超过 10 倍）。