PI推出两款超薄辅助电源参考设计，直击800V高压AI数据中心供电痛点

随着AI算力需求持续暴涨，数据中心迎来了架构迭代的深刻变革。为支撑吉瓦级算力规模的部署需求，英伟达（NVIDIA）率先升级了数据中心供电体系，将传统400V直流母线架构提升为800V高压直流架构，在不更换原有线缆的前提下，使供电能力提升150%，并减少了铜排占用空间，以容纳更多的GPU。

然而，这种800V高压直流架构也对配套辅助电源提出了前所未有的设计挑战：机柜内部空间紧凑、液冷散热条件受限、设备采用单面元器件布局等，这些因素大幅延缓了800VDC AI数据中心规模化落地进程。

在此背景下，深耕高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations（以下简称“PI”）推出了两款专为NVIDIA Kyber液冷刀片式机架架构优化的超薄紧凑型辅助电源参考设计，旨在精准破解800VDC AI数据中心供电系统的痛点。

两款参考设计，精准匹配两类主流驱动架构

据PI高级培训经理Jason Yan介绍，本次发布的两款辅助电源参考设计精准适配了不同主电源驱动方案的供电需求：一款DER-1110为35W隔离式、六路输出方案；另一款DER-1114为15W单路输出方案。

其中，DER-1110（35W六路输出）主要面向传统分立半桥架构（主电源LLC拓扑常用）。在该架构中，上管浮地驱动需要多路隔离14V辅助电源，下管共地驱动可共用单路主输出供电。DER-1110提供1路14V/2A主输出（为MCU及下管驱动供电），外加5路14V/0.1A隔离输出（用于上管栅极驱动及初级侧控制IC供电），输入范围覆盖700VDC至900VDC，尺寸为80mm×60mm，整机厚度控制在8mm以内，元件数仅62颗。

而DER-1114（15W单路输出）则主要面向新一代集成共地驱动架构，内部已集成上管隔离供电，仅需单路低压输出即可满足全部驱动需求。DER-1114提供12V/1.25A单路输出，厚度仅有7mm，元件数精简至33颗，尺寸为30mm×30mm，如此小巧的“身材”可灵活安放在托盘任意角落。

值得注意的是，这两款方案并非相互替代的关系，而是分别适配两种不同的主电源拓扑架构，厂商可根据自身的主电源设计需求进行精准选型。但无论哪一款，它们都凭借超薄尺寸、高度集成、卓越能效与高可靠性，在空间利用、成本控制与性能表现上实现了三重突破，为新一代高压AI数据中心供电系统树立了行业典范。

实测数据显示，相较于传统数据中心辅助电源方案，PI全新设计可节省约30%主板布局空间，BOM元器件数量精简30%，大幅简化电路设计、降低装配难度，从硬件层面提升了系统整体稳定性与使用寿命。在能效表现上，DER-1110方案满载效率高达88%，DER-1114方案满载效率达到82%，在700VDC至900VDC全输入电压区间均可保持高效稳定运行，有效降低了数据中心全年能耗开销。

两大自研技术，筑牢高效率与高集成度根基

这两款设计之所以成为业界标杆，核心在于运用了PI独家自研的1700V PowiGaN™氮化镓技术和InnoMux™-2智能电源IC架构。

Jason Yan指出，目前市面上的主流竞品大多采用分立SiC器件方案，不仅物料成本偏高、元器件数量繁杂，整机设计的简约化与小型化也存在较大难度。而市面上大部分GaN器件的耐压通常在600V至650V级别，800VDC母线应用下必须采用多颗串联才能满足耐压需求。PI的1700V PowiGaN单管方案，在800VDC母线（实际最高900VDC）下拥有约70%的降额裕量，无需多器件串联，可大幅简化电路拓扑、提升系统的可靠性。

据悉，PowiGaN采用PI独家研发的蓝宝石衬底工艺，这种材料能让器件实现更高耐压。作为业界首家推出单HEMT 1700V GaN器件的公司，PI通过这一创新工艺，有效解决了传统硅基和碳化硅方案面临的耐压限制与集成度难题。

另外值得一提的是，这两款设计均采用了InnoMux™-2反激式开关IC，集成了多重核心功能，包括1700V高耐压PowiGaN氮化镓开关、初级控制器、同步整流控制器、FluxLink磁感耦合反馈模块，无需光耦即可实现跨安全隔离边界的高精度稳压。

不仅如此，芯片还集成了同步整流零电压开关（SR-ZVS）技术，可精准控制开关时序，大幅降低高压工况下的开通与关断损耗，有效解决高压电源开关损耗高、温升明显的行业难题。

优化硬件工艺，全方位保障设备的安全运行

除了两大核心技术，PI本次发布的两款设计在硬件结构与工艺层面也实现了深度优化。

据了解，这两款方案均采用了创新平面变压器技术，摒弃了传统漆包线绕组结构，依托12层高精度PCB板铜箔走线集成绕组，配合双面PCB布局工艺，在保障电气性能的同时，大幅压缩了设备厚度。其中，DER-1110采用12层PCB，DER-1114采用双层PCB母板外加12层板的平面变压器设计。两款设计中平面变压器技术配合InnoMux-2 IC 150kHz的开关频率，显著降低了变压器高度，使整机厚度控制在7mm至8mm。

同时，DER-1110样板还采用了单面布局结构，板子背面无任何元器件，可紧密贴合冷却板实现液冷散热，也可依托PCB板实现自行散热，完美适配NVIDIA Kyber机柜液冷散热体系中电源板部分无直接液冷覆盖的散热短板。实测温升数据显示，25℃常温满载工况下，核心IC最高温升仅25.8℃，磁芯部件温升控制在49.8℃，低温升特性进一步保障了系统长期运行的稳定性。

相较于行业传统方案，PI全新GaN电源方案实现了全方位技术碾压。要知道，传统800V高压辅助电源大多采用双管串联架构，普遍存在电压均分不均、热失衡、故障率高的缺陷；分立SiC方案虽然耐压达标，但集成度低、成本高昂、元器件冗余量大。而PI的1700V PowiGaN单芯片方案不仅彻底解决了分压失衡问题，高集成度设计还大幅精简了BOM清单，同时兼顾低成本、高可靠性与小体积的优势。另外，该方案原生还支持4kV绝缘耐压，可满足行业严苛的电气安全标准，适配高价值AI数据中心设备的安全运行需求。

结语

总之，PI本次推出的两款参考设计，填补了800VDC AI服务器辅助电源的标准化方案空白。现阶段，绝大多数系统集成商还处于800V辅源研发阶段，尚无成熟竞品。PI凭借1700V PowiGaN方案在耐压等级、集成度、整机厚度、元器件数量等关键指标上具备压倒性的竞争优势，该设计无疑将引领新一代高压AI数据中心供电系统的发展方向。