算力時(shí)代電源升級(jí)，威凱解析服務(wù)器電源合規(guī)路徑

5月22日，2026世界AI服務(wù)器電源大會(huì)（PSU 2026）在深圳順利舉行。本次大會(huì)由充電頭網(wǎng)旗下服務(wù)器電源網(wǎng)800VDC.com主辦，聚焦AI數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器電源、高壓直流供電、SST固態(tài)變壓器、功率器件與系統(tǒng)級(jí)電源架構(gòu)等熱點(diǎn)方向。

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在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，中國(guó)電研威凱公司圍繞服務(wù)器電源在安規(guī)認(rèn)證、能效標(biāo)準(zhǔn)、液冷技術(shù)等方面的要求進(jìn)行了系統(tǒng)分享。

目前AI算力設(shè)備功率密度持續(xù)提升，服務(wù)器電源不再只是追求更高效率和更小體積，安全合規(guī)、熱管理可靠性、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性也正在成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和認(rèn)證階段必須前置考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。

AI服務(wù)器電源安規(guī)要求更高，電氣間隙與爬電距離是常見(jiàn)問(wèn)題

當(dāng)前服務(wù)器電源相關(guān)安規(guī)測(cè)試主要涉及GB 4943.1—2022以及IEC 62368-1等標(biāo)準(zhǔn)。

其中，GB 4943.1—2022已于2023年8月1日正式實(shí)施，IEC 62368-1也已從Edition 2.0持續(xù)演進(jìn)至Edition 4.0。

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對(duì)于AI服務(wù)器電源這類(lèi)高功率、高密度產(chǎn)品而言，PCB布局、器件間距、結(jié)構(gòu)件位置都會(huì)直接影響最終安規(guī)判定。

在實(shí)際測(cè)試中，電氣間隙、爬電距離不足是較為典型的不合格項(xiàng)目。

服務(wù)器電源內(nèi)部通常存在高壓輸入端、低壓輸出端以及初次級(jí)隔離區(qū)域，若初級(jí)銅箔與次級(jí)銅箔之間預(yù)留距離不足，或可觸及金屬螺釘與高壓電路之間距離不滿(mǎn)足要求，均可能導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)相關(guān)安規(guī)測(cè)試。

對(duì)于高壓端到低壓輸出端之間的絕緣要求，通常需要按照工作電壓、污染等級(jí)、板材等級(jí)等因素綜合判定。

部分產(chǎn)品由于功率密度提升，內(nèi)部布局過(guò)于緊湊，導(dǎo)致原副邊之間的安全距離被壓縮，這也是高功率服務(wù)器電源在小型化設(shè)計(jì)中容易忽視的問(wèn)題。

變壓器絕緣結(jié)構(gòu)需重點(diǎn)關(guān)注，單一故障測(cè)試同樣不可忽視

除PCB間距外，變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)也是AI服務(wù)器電源安規(guī)測(cè)試中的重點(diǎn)。

傳統(tǒng)適配器中，次級(jí)繞組常通過(guò)三層絕緣線滿(mǎn)足絕緣要求，但在高功率服務(wù)器電源中，出于效率、溫升和導(dǎo)線損耗等考慮，部分設(shè)計(jì)仍會(huì)采用漆包線。

這種情況下，若未通過(guò)擋墻、套管等結(jié)構(gòu)強(qiáng)化初次級(jí)隔離，變壓器內(nèi)部距離不足就可能成為不合格風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

中國(guó)電研威凱公司還重點(diǎn)分享了IEC 62368-1/GB 4943.1中模擬單一故障條件的案例。

部分電源原副邊通過(guò)光耦、磁耦、容耦等隔離器件進(jìn)行控制，如果電路設(shè)計(jì)保護(hù)不足，在對(duì)控制芯片相關(guān)引腳或外圍電阻進(jìn)行短路模擬時(shí)，可能導(dǎo)致高壓側(cè)能量異常傳遞至隔離器件，進(jìn)而引發(fā)光耦擊穿，并在抗電強(qiáng)度測(cè)試后出現(xiàn)絕緣失效。

針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，中國(guó)電研威凱公司提出了兩類(lèi)常見(jiàn)整改思路：一是在光耦前端增加穩(wěn)壓管等保護(hù)器件，二是在控制芯片前端增加保護(hù)電阻。

不過(guò)前者對(duì)器件響應(yīng)特性要求較高，后者可能對(duì)整機(jī)能耗產(chǎn)生影響。

因此，從源頭上優(yōu)化控制與隔離電路設(shè)計(jì)，或采用集成化程度更高、保護(hù)機(jī)制更完善的器件方案，往往更有利于降低后續(xù)整改成本。

保護(hù)導(dǎo)體短路能力與液冷系統(tǒng)安全要求同步提升

在服務(wù)器電源中，保護(hù)連接導(dǎo)體同樣需要滿(mǎn)足相關(guān)測(cè)試要求。部分產(chǎn)品在進(jìn)行1500A受限制短路試驗(yàn)時(shí)，會(huì)因保護(hù)導(dǎo)體銅箔過(guò)薄而損壞。

對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題，簡(jiǎn)單依靠局部堆錫增加導(dǎo)電面積，雖然在樣品階段可能有效，但量產(chǎn)一致性較難保障。更穩(wěn)妥的方式是在設(shè)計(jì)階段直接提高銅箔厚度或優(yōu)化導(dǎo)體截面積，確保保護(hù)連接路徑具備足夠的短路電流承載能力。

目前AI服務(wù)器功耗提升，液冷也成為服務(wù)器電源熱管理的重要方向。

充液系統(tǒng)中的冷凝管、管路及相關(guān)材料不僅要滿(mǎn)足散熱需求，還要通過(guò)靜壓、抗扭變、材料兼容性、振動(dòng)、熱循環(huán)、作用力等多項(xiàng)測(cè)試，完整測(cè)試周期可能達(dá)到45天左右。

這意味著液冷服務(wù)器電源的認(rèn)證與驗(yàn)證不再局限于電氣性能，還需要覆蓋流體系統(tǒng)、材料耐受性和長(zhǎng)期可靠性。

在測(cè)試能力方面，中國(guó)電研威凱公司也展示了面向集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)及熱管理系統(tǒng)的綜合性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，可覆蓋安全、性能、高濕、高低溫交變可靠性等測(cè)試項(xiàng)目，支持80V至1600V電壓、2500A電流以及5MW級(jí)大功率電源相關(guān)測(cè)試需求。

浸沒(méi)式冷卻成為高算力場(chǎng)景的重要研究方向

在熱管理部分，中國(guó)電研威凱公司還分享了浸沒(méi)式冷卻技術(shù)的研究進(jìn)展。

相比傳統(tǒng)風(fēng)冷和常規(guī)液冷，浸沒(méi)式冷卻可將電源或相關(guān)電子電氣產(chǎn)品直接置于冷卻液環(huán)境中，通過(guò)液體介質(zhì)帶走熱量。根據(jù)工作方式不同，浸沒(méi)式冷卻主要可分為單相浸沒(méi)式液冷和相變浸沒(méi)式液冷。

單相浸沒(méi)式液冷主要依靠冷卻液循環(huán)帶走熱量，適用于一定功率密度范圍內(nèi)的設(shè)備；

相變浸沒(méi)式液冷則通過(guò)冷卻液吸熱汽化、冷凝回流的方式形成循環(huán)，更適合高算力密度、高熱流密度應(yīng)用場(chǎng)景。

對(duì)于AI服務(wù)器電源而言，浸沒(méi)式冷卻不僅能夠提升散熱效率和功率密度，也能在一定程度上隔絕濕度、灰塵、振動(dòng)、腐蝕性氣體等外部環(huán)境影響，從而提升產(chǎn)品環(huán)境可靠性。

目前中國(guó)電研威凱公司正在參與浸沒(méi)冷卻相關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)制定工作。相關(guān)文件主要用于評(píng)估材料、元件或設(shè)備在浸沒(méi)冷卻液中的環(huán)境適應(yīng)性，驗(yàn)證冷卻液與元器件、產(chǎn)品之間的相互影響，并為材料選擇、使用維護(hù)和測(cè)試方法提供依據(jù)。

隨著AI服務(wù)器、儲(chǔ)能系統(tǒng)和高功率電源向液冷、浸沒(méi)式冷卻方向發(fā)展，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立將有助于推動(dòng)行業(yè)從工程探索走向規(guī)范化應(yīng)用。

GB 20943能效標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)圍，服務(wù)器嵌入式電源納入考核

在能效方面，中國(guó)電研威凱公司也重點(diǎn)介紹了GB 20943新版標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)于2025年1月24日發(fā)布，計(jì)劃于2027年2月1日正式實(shí)施，將替代舊版標(biāo)準(zhǔn)。

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相比此前主要面向外部電源和單路輸出電源的要求，新版標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，將額定輸出功率不大于500W的外部電源、輸出功率不大于27.5kW的服務(wù)器嵌入式電源，以及帶USB輸出接口的排插、墻壁插座等產(chǎn)品納入能效考核范圍。

對(duì)于服務(wù)器電源行業(yè)而言，嵌入式電源被納入能效等級(jí)評(píng)價(jià)是一個(gè)重要變化。

嵌入式電源通常通過(guò)輸出連接器與被供電設(shè)備或組件連接，并與整機(jī)共同安裝在同一設(shè)備外殼內(nèi)，具備相對(duì)獨(dú)立的交流-直流電源形態(tài)。

新版標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為不同能效等級(jí)，并針對(duì)不同負(fù)載狀態(tài)下的工作效率和功率因素提出要求。

冗余電源也是新版能效標(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)場(chǎng)景。服務(wù)器系統(tǒng)中常見(jiàn)兩個(gè)或多個(gè)電源模塊共同承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)載，當(dāng)其中一個(gè)電源損壞時(shí)，其他電源可繼續(xù)維持系統(tǒng)運(yùn)行。針對(duì)這類(lèi)冗余應(yīng)用嵌入式電源，標(biāo)準(zhǔn)也設(shè)置了相應(yīng)考核表格，并對(duì)不同輸出電壓范圍下的效率、功率因素提出要求。

在測(cè)試條件上，能效測(cè)試需控制環(huán)境溫度、風(fēng)速、輸入電壓、輸入頻率和諧波失真等因素，并在預(yù)熱穩(wěn)定后記錄效率和功率因素。

對(duì)于帶風(fēng)扇電源，還需要根據(jù)非冗余或冗余應(yīng)用場(chǎng)景，分別處理風(fēng)扇功耗是否計(jì)入效率的問(wèn)題。

這也提醒電源廠商，能效設(shè)計(jì)不能只關(guān)注功率級(jí)拓?fù)浜推骷剩L(fēng)扇供電方式、熱設(shè)計(jì)策略和整機(jī)測(cè)試邊界同樣會(huì)影響最終能效評(píng)價(jià)結(jié)果。

總結(jié)

中國(guó)電研威凱公司此次分享的內(nèi)容，更多是從檢測(cè)認(rèn)證和產(chǎn)品驗(yàn)證角度，為AI服務(wù)器電源設(shè)計(jì)帶來(lái)一次提醒。

當(dāng)前服務(wù)器電源功率不斷提升，產(chǎn)品內(nèi)部空間越來(lái)越緊湊，很多過(guò)去容易被忽略的細(xì)節(jié)，例如初次級(jí)距離、變壓器絕緣、保護(hù)導(dǎo)體銅箔厚度、單一故障保護(hù)等，都可能在認(rèn)證階段變成實(shí)際問(wèn)題。

對(duì)于電源廠商來(lái)說(shuō)，安規(guī)并不是樣機(jī)完成后的補(bǔ)充項(xiàng)，而應(yīng)該從原理圖、PCB布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就同步考慮。

同時(shí)，新版能效標(biāo)準(zhǔn)將服務(wù)器嵌入式電源納入考核，液冷、浸沒(méi)式冷卻等新方案也對(duì)材料兼容性和長(zhǎng)期可靠性提出了更高要求。

可以看到，AI服務(wù)器電源要真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，不僅要做出更高效率、更高功率密度的產(chǎn)品，也要經(jīng)得起安規(guī)、能效、可靠性和量產(chǎn)一致性的綜合驗(yàn)證。

中國(guó)電研威凱公司此次分享也為行業(yè)提供了一個(gè)參考，即越是高功率、高密度的電源產(chǎn)品，越需要在研發(fā)前期把驗(yàn)證工作做扎實(shí)，才能減少后期整改成本，加快產(chǎn)品落地節(jié)奏。

另外，本次大會(huì)所有嘉賓演講內(nèi)容已完成高清視頻素材整理，各企業(yè)專(zhuān)屬演講視頻均已單獨(dú)上線發(fā)布，直觀呈現(xiàn)各家技術(shù)亮點(diǎn)與研發(fā)成果，內(nèi)容兼具實(shí)操性與前瞻性，含金量十足！

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