全球超大规模数据中心建设正迎来爆发式增长，设备算力密度与能源消耗规模同步攀升。随着绿色能源转型进程的不断深化，数据中心作为数字经济发展的核心基础设施，其规模化布局与升级需求日益凸显，对供电系统的能效、稳定性与智能化水平也提出了更高要求。

在此背景下，AI服务器电源（PSU）已从传统意义上的供电单元，演变为驱动“瓦特”到“比特”高效转换的智能中枢。其核心使命是通过最优能效管理与智能动态调控，最大化发挥每度电所产生的有效算力，这不仅直接关乎数据中心的运营成本，更是衡量整体效能与竞争力的关键指标。

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G32R501实时控制DSP/MCU

赋能AI服务器电源应用能效升级

2025年80 PLUS®新增Ruby（红宝石）能效等级标准，这将加速AI服务器电源的性能变革，其核心在于电源转化效率和功率密度的全面升级。

图3：方案核心优势.png

极海G32R501实时控制DSP/MCU，具备高效运算、实时控制与智能能效管理等优势，完美适用于AI服务器电源应用，通过G32R501单芯片结合三相交错图腾柱PFC及LLC谐振变换器拓扑，实现全功率段的高效运行与高功率因数输出，不仅能为AI服务器电源转换效率和功率密度的优化升级提供核心技术支撑，更能助力客户电源产品达到80 PLUS® Ruby能效标准。

图2：AI服务器电源实物.png


采用G32R501的AI服务器电源—核心应用优势

单芯片

高算力控制

  • 采用G32R501实时控制DSP/MCU，最高主频250MHz，提供多路交错电流环路控制所需的高算力

  • 单芯片即可完成前后级PFC+LLC两级拓扑控制，简化系统控制逻辑

高集成

模块化设计

  • 内置150ps高分辨率PWM通道和比较器(COMP)模块

  • 借助高速霍尔芯片采集电感电流，无需外部过零检测，即可轻松实现图腾柱PFC的CRM和CCM控制切换

先进第三代

半导体器件

  • 采用第三代半导体（GaN或SiC）提升电源开关频率，减小磁性器件体积

  • 适配电源机架对AI服务器电源尺寸限制，推动PSU实现小型化、高效化

功率电路

采用交错结构

  • 功率小时，采用单支路运行，优化功率因数与谐波性能

  • 功率大时，采用多支路交错运行，降低电流应力、提升电源效率

搭配平面

变压器技术

  • 减少LLC变换器损耗与漏感

  • 增强散热效果


采用G32R501的AI服务器电源—核心应用架构

G32R501实时控制DSP/MCU，可满足两级功率拓扑单元构成，可满足7kW~11kW的AI服务器电源应用的功率需求：

  • 前级电路：采用三相交错图腾柱功率因数校正（PFC）电路，高频桥臂选用GaN或SiC MOSFET

  • 后级电路：由两路全桥LLC谐振变换器并联组成，高压侧采用GaN或SiC MOSFET，低压侧选用低导通内阻MOSFET作为同步整流管

  • 配合G32R501内置的8个12位ADC采样通道，实时采样电源输入电压、电感电流、母线电压、输出电压电流

  • 输入电源：90V~264V AC；输出电压：45V~58V DC；额定输出电流：140A


图4：AI服务器电源拓扑.png

AI服务器电源拓扑结构图



极海G32R501实时控制DSP/MCU

芯片优势介绍

图5：芯片性能.png

极海G32R501实时控制DSP/MCU，集成高精度HRPWM、COMP、CAP等丰富且灵活的IP资源，专为高精度、高功率密度电源设计，适应各种电源拓扑、动态负载响应及主动功率管理，助力AI服务器电源提升转换效率和功率密度等关键指标上的综合性能。未来，极海将继续以技术突破与产品创新为使命，提供高性能、高可靠的芯片及解决方案，为AI基础设施建设和绿色能源转型持续注入核芯动力。


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来源： 芯师爷 作者：