本文來(lái)自微信公眾號(hào)“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，作者/李寧遠(yuǎn)。
服務(wù)器行業(yè)是現(xiàn)在正大力發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，行業(yè)規(guī)模正值快速增長(zhǎng)階段。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，服務(wù)器行業(yè)的年用電量占全社會(huì)用電總量的2%左右，屬高耗能行業(yè)。如何降低能耗成為服務(wù)器行業(yè)的下一步發(fā)展亟待解決的困擾。
被動(dòng)元件在服務(wù)器設(shè)備里有著不少用量，從被動(dòng)元器件方向在特性、制程、材質(zhì)上做出優(yōu)化那將助力服務(wù)器行業(yè)提高能源效率、降低能耗，有效解決服務(wù)器行業(yè)節(jié)能減排壓力，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
被動(dòng)元器件在服務(wù)器中的應(yīng)用
從服務(wù)器的搭建結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最上層的ACDC電源一般為獨(dú)立的，這里不深入探究其中應(yīng)用的被動(dòng)元件。到下一層48V轉(zhuǎn)12V DCDC，現(xiàn)在越來(lái)越多的設(shè)計(jì)都要把該模塊放到它的服務(wù)器主板里邊，那么在其中就會(huì)用到像耦合電感或者一些LLC變壓器，這兩類(lèi)被動(dòng)元件在其中起到了很大作用。
再下一層是各類(lèi)用于不同設(shè)備的DCDC轉(zhuǎn)換器，比如用于DDR5內(nèi)存?，F(xiàn)在的DDR5內(nèi)存一般都是要接自己電路，那這里面可能會(huì)用到一些比較特性高的小尺寸電感，除此之外，其他的如硬盤(pán)、USB接口以及溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)適配器一類(lèi)的電路，里面也會(huì)用到特性高的小尺寸電感，現(xiàn)在這些應(yīng)用里最常用的就是一體成型電感了。
一體成型電感在小尺寸里結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，阻抗更低，有著比傳統(tǒng)電感更高的效率，能在高頻和高溫環(huán)境下保持極優(yōu)秀的溫升電流及飽和電流特性，能夠明顯改善電源鏈路性能。
涉及DDR4內(nèi)存、CPU、以及一些GPU的供電需求里邊則有著很多組裝類(lèi)電感、鉭電容的應(yīng)用。當(dāng)然在EMC問(wèn)題上，磁珠和共模電感仍然是解決此類(lèi)問(wèn)題的首選。在整個(gè)服務(wù)器架構(gòu)里，被動(dòng)元器件擔(dān)當(dāng)了不可替代的要職。
服務(wù)器關(guān)鍵設(shè)備被動(dòng)元器件趨勢(shì)
服務(wù)器組件設(shè)備的發(fā)展并非一成不變，上面提到過(guò)48V轉(zhuǎn)12V DCDC這樣的一個(gè)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，相比于傳統(tǒng)的12V供電的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，48V電源肯定是有一定優(yōu)勢(shì)的。48V電源供電線(xiàn)上的熱損耗可以明顯降低，所以說(shuō)現(xiàn)在很多服務(wù)器廠(chǎng)家都在逐步把48V轉(zhuǎn)12V DCDC電源模塊加入服務(wù)器里。
因此未來(lái)48V的供電系統(tǒng)可能會(huì)從ACDC系統(tǒng)中脫離出來(lái)，轉(zhuǎn)變?yōu)锳CDC＋DCDC的形式，這里面目前歐美廠(chǎng)商主流的方案有通過(guò)耦合電感來(lái)做的，也有通過(guò)LLC方案來(lái)做的，都是可行的能優(yōu)化服務(wù)器性能的思路。
對(duì)于常規(guī)CPU供電電路，12V轉(zhuǎn)0.8/1V，或者轉(zhuǎn)1.2V/1.8V這種類(lèi)型，使用VRM供電是常見(jiàn)的方案。不過(guò)現(xiàn)在越來(lái)越多的服務(wù)器廠(chǎng)商在使用更加先進(jìn)的TLVR（跨電感穩(wěn)壓器）供電，TLVR最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠大幅提升大電流輸出的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，此外它還能減少電路中后端鉭電容的用量，達(dá)到降本的目的。這類(lèi)轉(zhuǎn)變中組裝式電感（耦合電感與補(bǔ)償電感）有著大量的應(yīng)用，首先確保足夠大的飽和電流，其次再實(shí)現(xiàn)更為精確的感值控制。
DDR5替代DDR4是大勢(shì)所趨，DDR5的效率會(huì)高出很多，因此為了提高DCDC輸出穩(wěn)定性，電路開(kāi)始向內(nèi)存條上在轉(zhuǎn)移。與之相配的功率電感，自然需要更高的功率密度，并兼顧更小的尺寸，并盡可能提供更好的散熱。
小結(jié)
這些被動(dòng)元器件在新的材料、新的工藝的支持下展現(xiàn)出更好的器件特性。比如更高致密性的材料，讓這些被動(dòng)器件的磁導(dǎo)率進(jìn)一步提升，降低了損耗，更契合服務(wù)器設(shè)備轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。工藝上的變更在一體成型技術(shù)的演進(jìn)里極具代表性，如低壓成型技術(shù)的出現(xiàn)革新了功率電感的技術(shù)水平。
更輕薄更大電流支持能力的被動(dòng)元器件也在這些技術(shù)的迭代下得以實(shí)現(xiàn)，這些不斷進(jìn)化的被動(dòng)元器件在服務(wù)器核心的電源設(shè)備里改良著服務(wù)器的電氣特性，為服務(wù)器行業(yè)的發(fā)展提供了更適合的基礎(chǔ)底座。
