数据中心电源主要类别及电感选型推荐

服务器电源在 AI 服务器领域，GPU、CPU 以及 AI 加速芯片对供电的稳定性与效率有着极高的要求。服务器普遍运用高效的 DC-DC 转换器来输出稳定电压，而电感器则是 DC-DC 转换器中不可或缺的关键元件。当下，新研发的服务器电源单元(PSU)功率密度大幅提升，接近 100W/in3。为实现如此高的功率密度，通过拓扑结构优化以及元件技术革新来提高转换器效率成为主要解决方案。在这样的服务器电源系统中，电感器需具备诸多特性。例如，在降压 DC-DC 转换器里，电感量一般要求处于 0.1 - 0.68 μH 区间，工作电流可达 60A，饱和电流在 60A - 120A 范围，同时尺寸要控制在 12mm 以内。这是因为电感器承担着储存与释放能量的重任，以此来平滑输入电压的波动，输出稳定的电流，从而保障服务器能够高效运转，满足数据中心海量数据的处理与存储需求。

UPS 电源UPS 不间断电源在保障数据中心持续供电方面扮演着核心角色。一旦市电出现故障或者电压出现异常波动，UPS 能够在极短时间内切换至电池供电模式，实现无缝供电，确保数据中心内的服务器、存储设备、网络设备等关键设备不受影响，维持正常运行。在 UPS 系统中，电感器主要应用于逆变器输出滤波以及电池充放电管理电路。对于逆变器输出滤波的电感器，需采用紧凑型设计，具备高功率密度，能够在有限的空间内处理 100A 以上的大电流，并且要满足低谐波失真的要求。通常通过铁氧体磁芯搭配多绕组设计来优化滤波效果。同时，应用于 UPS 电源的电感还需具备耐脉冲电流的特性，在电池瞬态充放电过程中，要具备良好的抗饱和能力。所以，UPS 系统适宜选用紧凑型、高饱和电流的电感器。

高压直流电源 HVDCHVDC(高压直流)供电系统在数据中心等应用场景中展现出显著的节能优势。由于它省去了传统 UPS 中的逆变环节，其转换效率能够达到 95% 以上，这对于降低数据中心的能耗效果显著。相关数据表明，高压直流电源的转换效率相较于传统 UPS 方案提升了 5% 以上。此外，HVDC 因没有逆变器，其 MTBF(平均无故障时间)比 UPS 高出 30% 以上。高压直流电源要求电感器具备高频特性，开关频率可达到 MHz 级别，因此需要采用低损耗磁芯，以保障高效的 DC-DC 转换。同时，电感器要拥有大电流承载能力，能够在持续大电流的工作环境下，保持较低的温升，从而确保系统稳定运行。

模块化 / 分布式 DC 电源为有效应对数据中心对电源系统在高可靠性、灵活扩展、能效优化以及运维效率等方面的核心挑战，数据中心服务器常采用模块化设计的分布式电源系统。模块化电源不仅能够根据算力需求动态适配，借助冗余架构实现故障隔离，大幅提升系统可靠性，还能依据实际负载情况，灵活动态地调整在线模块数量，进而提高运行效率。在这样的系统中，电感器需要满足标准化与热插拔设计需求。电感参数必须严格一致，以保证系统的稳定性与兼容性。并且要能够适应密闭空间的散热要求，工作温度范围需扩展至 - 40°C ~ +125°C。除了传统的大电流电感、一体成型电感外，采用 TLVR(跨电感稳压)技术可有效提升电感器的瞬态响应能力，更好地满足系统需求。

数据中心电源系统电感需求在数据中心电源系统里，电感器作为基础元件，基于电磁感应原理发挥作用，能够阻止电流突变，稳定电流输出，在电源转换进程中起着关键作用，对电源系统的能效与稳定性有着重要影响。不同的电源电路对电感器的需求存在差异。

在交流电源(AC)系统中，电感器主要用于功率因数校正(PFC)电路以及 EMI 滤波。PFC 电感需要承受高频(几十 kHz 至 MHz)下的瞬态电流，为避免磁芯饱和，通常采用金属复合磁芯材料，该材料具备高饱和电流、低磁芯损耗、高温度稳定性等电气特性。而应用于 EMI 滤波的电感器，需要具备高频噪声抑制功能。例如共模电感，需抑制 MHz 级噪声，同时要采用低漏磁设计，减少对敏感电路的干扰。

直流电源(DC)系统包含两种情形：一是 HVDC(高压直流)系统，国内典型电压为 240V;二是分布式 DC 电源(如 48V 直供)。高压直流电源要求电感器具备高频特性，开关频率达 MHz 级别，采用低损耗磁芯，以支持高效 DC-DC 转换，同时具备大电流承载能力，在持续大电流工作环境下保持低温升。分布式 DC 电源则要求电感器具有小体积、高功率密度和低 DCR(直流电阻)，以减少整体损耗。

随着数据中心 PSU 越来越多地采用 GaN、SiC 等宽禁带半导体器件，这就要求电感能够适配这些高频器件，同时降低磁芯损耗，进一步提高系统的转换效率。

电感选型推荐

作为行业领先的磁性元件技术供应商，科达嘉专业为客户定制电感产品解决方案，其自主研发的电感产品在 AI 服务器、数据中心电源、通讯设备等领域广泛应用。针对数据中心电源对电子元器件的高性能需求，科达嘉推出了多个产品系列。

大电流电感：如 CPEX/CPEA/CSBA/CSBX/CSCF/CSCM/CSCE 等系列，具有高饱和电流、低直流电阻、应用频率宽、宽工作温度范围等特点，能够充分满足数据中心电源高工作电流、高频低损耗、高功率密度等需求。在服务器电源的 CPU、GPU 供电电路等场景中，这类电感表现出色。

一体成型电感：像 CSAB/CSAG/CSHB/CSEB 等系列，采用一体成型全屏蔽结构，具有抗电磁干扰性能强、低直流电阻、大电流、低磁芯损耗等特点，满足数据中心电源对电感小体积、大电流、抗电磁干扰性能等需求。在分布式 DC 电源以及一些对空间要求苛刻、电磁环境复杂的场景中应用广泛。

贴片功率电感：SPRH/CSUS/CRHSM/SPQ/SPD/SPBL 等系列采用磁屏蔽结构，抗电磁干扰性能强，体积小巧，适合高密度贴装，可应用于数据中心的各类电路板上，为多种电路提供稳定的电感支持。

低感量功率电感及高频大电流电感：CSHN 系列是科达嘉专为服务器电源研发设计，具有全屏蔽结构，抗电磁干扰性能强，具备优良的直流偏置能力。高频大电流电感系列如 CSFU、CSFE、CSFED 等，专为大电流电源应用而设计，具有高能量存储和超低直流电阻的特性，且体积小，适用于 VRM、多相降压调节器等场景，能够很好地满足数据中心电源系统对不同电感特性的需求。

此外，科达嘉电感在数据中心交换机、路由器、存储系统及监控系统中也有广泛应用，产品类别丰富，包括大电流电感、一体成型电感、共模 / 贴片电感等，并且可根据客户实际需求进行灵活定制，为数据中心电源系统的稳定运行提供有力保障。