资讯详情

AI数据中心电源:Open Rack V3 HPR V2 12kW PSU设计规范

📅 2026/10/10 2:57:29 | 华诺云谱 👁 阅读
AI数据中心电源:Open Rack V3 HPR V2 12kW PSU设计规范
一、导读Open Rack V3(ORv3)High Power Rack(HPR)V2 的 12kW PSU 规范,是 OCP 面向 AI / 高性能计算机架推出的新一代电源模块标准。设计思路基本与5.5kW一致,但是在某些电气性能指标、通信、尺寸等等上有一些差异。其实就规范说明来讲非常详尽,完全可以指导开发与量产,之前的5.5kW适配33kW电源架。5.5kW设计:AI数据中心电源 OCP Open Rack V3 48V 5.5kW PSU 设计规范规范原文档见文末,文档文本,已上传至星球:https://t.zsxq.com/tGvTP或知识星球搜索星球号:54295154二、架构总览2.1 电压范围同样12kW 同样采用窄范围电压, 48.5–50V。解读图 G1|窄范围 48V 架构:把 20V 跨度压缩到 1.5V(数值引自 4.11 / 4.13 / 4.22)2.2 价值电压范围尽可能低,消除“过设计”的电压 / 电流裕量。可广泛启用 4:1 固定变比转换器,以及下游常规 12V PoL 转换器。功率自然流动,不依赖软件控制。可实现简单的固定电压 PSU 设计。2.3 12kW 在机架里的位置解读图 G15|系统级互连:电力、信号、管理三条链路(依据 3. / 4.18 / 4.20 / 4.26 / 4.35 绘制)规范要求电源框内至少 N+1 冗余配置多个 PSU,模块可热插拔,前端进风、后端出风,内部变速风扇受控。PSU 通过背板共享总线互联,向上接受 PMM/PMI 的 Modbus 管理,向下与 BBU 通过两条硬信号线(AC_Loss_L、Pulse_Mgmt_L)协调。三、电气要求3.1 输入电压、频率与功率降额规范 4.1 与表 1 定义了连续运行的输入窗口。参数标称最小值最大值输出功率额定AC 输入电压200–277 Vac(典型 220/230/240/277)180 Vac305 Vac218–305 Vac 时 12kW180–218 Vac 时降额至 10kW频率50 Hz / 60 Hz47 Hz63 Hz—表 1(原规范 Table 1)|AC 输入电压与频率要求解读图 G2|输入电压决定输出能力:218Vac 是满载分水岭4.1 还规定:运行期间若输入电压/频率越限,PSU 必须在 20ms 内关断 PFC 电路与继电器,意味着母线电容能量必须能独立支撑到 BBU 接管。3.2 输入侧保护:OVP/UVP 与熔断器配合输入电压超过 346Vac(相-中)持续 20ms,PSU 关断。电压/频率保护阈值必须带回滞(hysteresis),避免在临界点反复开关。需满足 ITIC 电压浪涌(surge/swell)要求。配 BBU 时,PSU 应能穿越 BBU 备份时间内的任何电压跌落 / 凹陷(含 IEC 61000-4-34),输出不中断。熔断器:相线与回流线均需初级熔断;UL 认证,分断能力 ≥40kA;不得因浪涌或输出过载/短路误熔断。规范给出了 PSU 熔断器与数据中心 tap-off box 熔断曲线的配合要求:原规范图 Figure 1|数据中心 Tap-off Box 熔断器曲线NEC 侧 tap-off box 为 60A 额定,需降额至 48A;IEC 侧为 60A 额定,不降额。两路 AC 馈电进入电源框,每个 PSU 对应一路 AC 相馈电。同样与5.5kW要与上游配电做协调配合3.3 冲击电流与重冲击电流项目限值说明冷启动浪涌(Inrush)≤ 60 A RMS(85 A peak)任意 AC 工作电压下;不含 X 电容充电电流冲击(Re-rush) 5 × 稳态电流,持续 2 msAC 跌落恢复时;不含 X 电容充电电流表 2 给出了不同输入电压下的重冲击示例(100% 负载):AC 电压 (RMS)稳态额定电流 (A RMS)重冲击限值 @100% 负载重冲击限值 @50% 负载305 Vac42 A5 × 42 A5 × 42 A × 50%291 Vac44 A5 × 44 A5 × 44 A × 50%277 Vac46.3 A5 × 46.3 A5 × 46.3 A × 50%230 Vac55.7 A5 × 55.7 A5 × 55.7 A × 50%218 Vac58.8 A5 × 58.8 A5 × 58.8 A × 50%表 2(原规范 Table 2)|重冲击电流限值示例解读图 G14|重冲击电流:稳态电流的 5 倍上限3.4 能效:效率、功率因数、谐波负载区间峰值效率最低效率30% – 100% 满载 97.5% @230 / 240 / 277 V 96.5% @230 / 240 / 277 V10% – 30% 满载—94% @230 – 277 V表 3(原规范 Table 3)|效率要求(230–277Vac,含风扇,25°C 环境,满载运行 30 分钟后测量)输出负载(额定占比)功率因数 PF最大 iTHD 10%N/A—5 – 10%—15%10 – 20% 0.9510%20 – 30% 0.9810%30 – 80% 0.985%80 – 100% 0.995% 表 4 / 表 5(原规范 Table 4、Table 5)|功率因数与电流总谐波失真解读图 G3|能效三件套:效率、功率因数、谐波失真的负载分区要求3.5 输出特性:设定点、精度、下垂、纹波项目规范要求空载输出电压50 V DC满载输出电压49 V DC设定点调整通过 Modbus 调整 ±1 V设定点精度(100% 负载)±0.25% 或 ±0.125 V(对 49V 而言),可通过 EoL 校准达成下垂电压(0–100%)默认 1 V,容差 ±0.125 V下垂延伸至 150%线性延伸:150% 时下垂 1.5 V,电压 48.5 V纹波与噪声≤ 500 mV 峰峰值(5 Hz – 100 MHz)纹波测量条件稳态阻性负载;差分测量;示波器开启 100 MHz 带宽限制;探头尖端就近并联 0.1 µF 电容解读图 G4|下垂特性:1V / 100% 负载,是并联均流的第一道防线3.6 动态响应与脉冲功率这一组要求是 V2 相对前代最大的变化,直接面向 GPU 训练/推理时的周期性冲击负载。3.6.1 动态阶跃响应阶跃幅度(最小负载 10%)瞬变重复频率上限变化率最大过冲 / 下冲50% 阶跃≤ 10 kHz3 A/µs0.5 V90% 阶跃≤ 6.5 kHz3 A/µs1 V140% 阶跃≤ 4 kHz3 A/µs1.5 V表 6(原规范 Table 6)|动态负载要求(建立时间 3 ms,含/不含 40 mF 容性负载)测量基准:从“新的稳态值(由下垂决定)”量到瞬态尖峰/跌落峰值。动态测试期间不应触发 BBU 备份;输入电流波形在脉冲负载下不得被削顶(clamped)。解读图 G8|动态响应:幅度与频率的“此消彼长”权衡3.6.2 脉冲功率功率水平滑动平均窗口含义≤ 160%400 µs 滑动平均极短时过冲,靠母线电容能量缓冲≤ 140%50 ms 滑动平均中等时长过载,靠母线电容 + 器件短时过载能力≤ 100%≥ 1 s 滑动平均长期平均功率不得超过额定值
📝

华诺云谱内容团队

资深建站顾问 · 行业研究员

10年+企业数字化服务经验,专注智能建站、SEO优化与品牌营销,持续输出建站技巧、行业洞察与营销干货,已帮助5000+企业实现数字化增长。

你可能需要的服务

订阅华诺云谱资讯周报

每周一封,精选建站技巧、SEO与营销干货,直达邮箱。已有 8,000+ 企业主订阅,助你少走弯路。

↑