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ocp 数据中心电源架构演进白皮书解读

   日期:2026-03-30 09:32:03     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
ocp 数据中心电源架构演进白皮书解读
文章为对白皮书解读,原版白皮书文末自取
01
核心背景:AI 倒逼电源架构变革
功率需求爆炸
AI 服务器机架功率从 20-30kW 飙升至 130kW+ ,未来将达 1MW 级 ;xPU 功耗每 12-18 个月翻倍(黄氏定律)。
传统 OCP 48V 母线存在 传输损耗大、铜材用量高 问题,无法支撑超大功率。
架构升级方向
  • 采用 800V 高压直流母线 (2 线 / 3 线),铜材用量减少近 50%,大幅降低传输损耗。
  • 采用 侧柜(Sidecar Rack) 解耦:AC-DC 整流移至独立侧柜,IT 机柜仅承载算力与 DC-DC 转换。
02
核心技术方案:两大关键模块
1. IT 机柜:800V→48V 16:1 隔离 DC-DC 转换器
架构设计
12kW 系统由 2 个 6kW 单元并联,每个 6kW 单元由 2 个 3kW 400V→48V LLC DCX 模块串联 组成,输入串联扛 800V、输出并联提功率。
核心技术 1:LLC DCX 拓扑
  • 开环固定频率工作,无需闭环调压,控制极简;
  • 原边 ZVS、副边 ZCS,效率达 98% ;
  • 适配下游低压模块调压,输出 48V 可复用现有生态。
核心技术 2:矩阵变压器
多相共用磁芯、磁通抵消,缩小体积、降低磁损,实现 超高功率密度 。
关键器件
原边:瑞萨 650V GaN FET(TP65H030G4PRS);控制:瑞萨 RA6T2 MCU;辅助电源:瑞萨 iW1825 反激转换器。
2. 侧柜:三相 AC-DC PFC 整流器
拓扑
Vienna 整流器,适配 3 相 480V 市电,输出稳定 800V DC 母线。
核心器件
双向 GaN 开关(BDS GaN)
  • 单颗替代两颗串联开关,简化拓扑、降低导通损耗;
  • 提升开关频率,缩小升压电感尺寸,实现高密度。
03
延伸方案:64:1 800V→12V 直转
  • 目标: 减少一级转换 ,省去 48V 中间母线,直接输出 12V。
  • 设计:副边 8 倍中心抽头构型,降低整流电流与导通损耗;
  • 效率:3kW 负载下效率约 96.7% ,具备商用潜力。
04
GaN 器件的核心价值
  • 中压 GaN:支撑原边高频开关,提升功率密度;
  • 双向 GaN(BDS):简化侧柜 AC-DC 拓扑,降低损耗与成本;
  • 低压 GaN:可用于副边,进一步提升转换效率。
05
产业合作与结论
生态协同
瑞萨与英伟达合作,支撑英伟达 800V AI 数据中心架构;
方案优势
高效、高密度、可扩展、符合 OCP 开放标准;
最终价值
解决 AI 算力兆瓦级供电难题,兼顾节能与铜材节约,适配下一代 xPU 硬件。
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