48V供電架構(gòu)中聚合物固態(tài)電容的紋波吸收能力解析

在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施向高功率密度發(fā)展的進(jìn)程中，48V供電架構(gòu)正逐漸成為提升能效的關(guān)鍵技術(shù)路徑。這一轉(zhuǎn)變對(duì)電源系統(tǒng)中的電容元件提出了更高要求，特別是在紋波吸收能力方面。東莞市平尚電子科技有限公司基于工業(yè)級(jí)技術(shù)積累，在聚合物固態(tài)電容的研發(fā)與應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展，為48V供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支撐。

紋波電流的吸收能力直接關(guān)系到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。平尚科技的聚合物固態(tài)電容采用特殊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電高分子材料，在100kHz頻率下，ESR值可穩(wěn)定保持在7毫歐以下。相比之下，傳統(tǒng)液態(tài)電解電容在相同條件下的ESR值通常在20毫歐以上。這種差異在AI服務(wù)器的48V直流供電系統(tǒng)中表現(xiàn)得尤為突出，當(dāng)處理器負(fù)載急劇變化時(shí)，低ESR特性能夠快速吸收電壓波動(dòng)，確保關(guān)鍵芯片獲得穩(wěn)定的能量供應(yīng)。

溫度特性對(duì)電容的紋波吸收效能具有重要影響。平尚科技的聚合物固態(tài)電容通過優(yōu)化電極設(shè)計(jì)和封裝工藝，在-40℃至105℃的工作溫度范圍內(nèi)，容量保持率可達(dá)90%以上。相比之下，傳統(tǒng)電解電容在高溫環(huán)境下的容量衰減往往超過20%。在GPU集群的電源分配單元中，這種穩(wěn)定性確保了即使在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載運(yùn)行下，電容仍能保持優(yōu)良的濾波性能。

高頻特性是評(píng)估紋波吸收能力的另一關(guān)鍵指標(biāo)。平尚科技的聚合物固態(tài)電容通過改進(jìn)介質(zhì)材料和電極結(jié)構(gòu)，在1MHz頻率下的阻抗值比普通電解電容降低約50%。這一特性在48V供電架構(gòu)的DC-DC轉(zhuǎn)換器中尤為重要，能夠有效抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲，為AI加速卡提供更潔凈的工作環(huán)境。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，采用這種電容的電源模塊，輸出紋波電壓可控制在25mV以內(nèi)。

紋波電流耐受能力直接決定了電容的使用壽命。平尚科技的聚合物固態(tài)電容在105℃環(huán)境下，額定紋波電流承載能力達(dá)到同規(guī)格液態(tài)電解電容的1.8倍。這一優(yōu)勢(shì)在48V總線電壓的AI訓(xùn)練服務(wù)器中表現(xiàn)得尤為明顯，能夠更好地應(yīng)對(duì)功率器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的瞬時(shí)大電流，顯著延長(zhǎng)電源模塊的使用壽命。

實(shí)際應(yīng)用案例顯示，平尚科技的聚合物固態(tài)電容在多個(gè)AI基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中展現(xiàn)出性能。在48V供電的邊緣計(jì)算服務(wù)器中，通過合理配置固態(tài)電容陣列，成功將輸出電壓的紋波峰值控制在30mV以下，完全滿足國(guó)內(nèi)AI芯片廠商對(duì)供電質(zhì)量的要求。在數(shù)據(jù)中心的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中，這些電容同樣表現(xiàn)出良好的溫度適應(yīng)性和長(zhǎng)壽命特性。

可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)表明，平尚科技的聚合物固態(tài)電容在85℃滿載條件下，預(yù)期使用壽命可達(dá)12000小時(shí)以上。這一數(shù)據(jù)是基于實(shí)際加速老化試驗(yàn)得出，充分證明了其在嚴(yán)苛工作環(huán)境下的可靠性。雖然這些產(chǎn)品尚未獲得車規(guī)級(jí)認(rèn)證，但其工業(yè)級(jí)性能已完全滿足大多數(shù)AI電源應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

選型過程中的參數(shù)匹配同樣至關(guān)重要。平尚科技建議在48V供電系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)具體的開關(guān)頻率、負(fù)載特性和散熱條件來選擇合適的電容參數(shù)。例如，在高頻開關(guān)電源中，應(yīng)優(yōu)先選擇ESR更低的型號(hào)；而在大電流應(yīng)用中，則需要重點(diǎn)考慮紋波電流耐受能力。通過科學(xué)的選型方法，可以充分發(fā)揮聚合物固態(tài)電容的性能優(yōu)勢(shì)。

隨著48V供電架構(gòu)在AI基礎(chǔ)設(shè)施中的普及，聚合物固態(tài)電容的紋波吸收能力將成為確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。平尚科技通過持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能和提升技術(shù)水平，為AI電源系統(tǒng)的升級(jí)演進(jìn)提供了可靠的元器件支持，助力智能制造產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)新的突破。

審核編輯 黃宇