一文看懂服务器电源低压功率器件设计与应用

360影视 日韩动漫 2025-09-15 10:58 6

摘要:服务器电源在数据中心和企业级计算中承担着为服务器主板、CPU、内存、硬盘及外设提供稳定电力的作用。其规格主要受外形尺寸、功率输出、接口兼容性、冗余能力、转换效率 等因素影响。从外观分类主要有:ATX/EPS电源、CRPS、OCP电源、电源柜等多种类型,

前言

服务器电源在数据中心和企业级计算中承担着为服务器主板、CPU、内存、硬盘及外设提供稳定电力的作用。其规格主要受外形尺寸、功率输出、接口兼容性、冗余能力、转换效率 等因素影响。从外观分类主要有:ATX/EPS电源、CRPS、OCP电源、电源柜等多种类型,

另外服务器电源也普遍遵循80 PLUS认证能效标准,该标准是由美国ECOS Consulting 于 2004 年推出的电源转换效率认证项目,旨在推动计算机、服务器等设备提升能效、降低能耗与发热。目前主要分为七大等级:白牌、铜牌、银牌、金牌、白金、钛金、红宝石。

服务器作为数据中心的核心设备,其性能与扩展性远超普通PC台式机,能够高效处理海量数据请求,广泛应用于企业数据中心、无盘系统及通信机房等场景,对7×24小时不间断稳定运行提出了极高要求。为满足这一需求,服务器电源在用料和设计上更加严苛,普遍采用高可靠性元器件,还普遍配备易于拆卸的双电源冗余设计,以有效降低单电源故障导致的数据丢失风险。

充电头网累计累计深度拆解十余款服务器电源,从内部架构到器件布局进行系统分析,重点探讨低压功率器件的选型策略与应用特点。通过这些案例,可以帮助读者更直观地了解服务器电源在高性能、高可靠性设计中的关键考量及低压功率器件的应用趋势。

服务器电源内置低压功率器件

文中出现的低压功率器件如上表所示。

AcBel康舒

康舒550W服务器电源

康舒这款550W服务器电源采用了移相全桥架构设计,主要采用了TI德州仪器UCC28019A+UCC3895方案,CREE C3D04060A碳化硅二极管进行升压整流,隔离驱动采用UCC27324驱动变压器。另外设计有辅助电源供电电路,采用英飞凌ICE3AR0680JZ离线开关电源芯片;输出端采用微芯PIC16LF1937单片机进行电源整机控制。日化、红宝石电容进行输入输出滤波。

内置低压功率器件

AOS万国AON6400

一颗NMOS为AOS AON6400,耐压30V,导阻1.4mΩ,采用DFN5*6封装,用于输出控制。

AOS万国AON7406

两颗AON7406 NMOS,耐压30V,导阻17mΩ,DFN3x3封装。

Infineon英飞凌IPP040N06N3 G

同步整流管,英飞凌IPP040N06N3 G,耐压60V,导阻4mΩ,通过螺丝固定到铜质散热片上,并涂有导热硅脂,采用TO-220封装。

NXP恩智浦STPS20H100C

肖特基二极管来自NXP,STPS20H100C,20A 100V耐压,采用TO-220封装。

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康舒1100W白金牌碳化硅服务器电源

康舒1100W白金牌服务器电源,这款电源支持100-127V输入,输出功率为1050W,在200-240V输入时达到额定输出功率1100W。电源额定输出电压为12.2V,辅助电源输出为12V,额定输出电流3A。电源模块采用长条形金属外壳,输入端设有散热风扇,把手,指示灯和电源插座,输出端设有金手指连接器。这款电源模块用于为联想服务器供电,采用PFC+移相全桥架构。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌BSC016N06NS

同步整流管来自英飞凌,型号BSC016N06NS,NMOS,耐压60V,导阻1.6mΩ,采用TDSON-8封装。

ROHM罗姆RS1E240BN

输出控制管来自罗姆,型号RS1E240BN,NMOS,耐压30V,导阻3.2mΩ,采用HSOP8封装。

ROHM罗姆RSX301L-30

肖特基二极管来自罗姆,丝印56,型号为RSX301L-30,规格为30V 3A,采用SMA封装。

TI德州仪器CSD17573Q5B

输出控制管来自德州仪器,型号CSD17573Q5B,NMOS,耐压30V,导阻0.84mΩ,采用SON5*6封装。

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DELL戴尔

戴尔495W白金牌服务器电源

戴尔这款服务器电源由台达电子代工,固定12V输出,输出电流为41.25A,电源最大输出功率为495W。这款电源内部采用微芯科技的DSPIC用于PFC升压,TI德州仪器 UCC28950用于移相全桥和同步整流控制,辅助电源控制器来自安森美。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌BSC042NE7NS3 G

同步整流小板开关管来自英飞凌,型号BSC042NE7NS3 G,NMOS,耐压75V,导阻4.2mΩ,采用PG-TDSON-8封装。

Infineon英飞凌IRFH5250

控制输出的MOS管来自英飞凌,型号IRFH5250,NMOS,耐压25V,导阻1.15mΩ,采用PQFN5*6封装。

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1、拆解报告:戴尔495W白金牌服务器电源

戴尔600W存储阵列冗余电源

戴尔这款600W冗余电源用于存储阵列供电,采用双电源冗余配置,提升供电可靠性。这款电源由光宝科技代工,具备80PLUS银牌转换效率。电源支持100-240V宽电压输入,具备12V,5V和5V待机输出。

内置低压功率器件

Diodes达尔SBR10U60CT

待机电源整流管来自达尔,型号SBR10U60CT,规格为60V 10A,采用TO-220AB封装。

ONSEMI安森美FDP047N08

同步整流管来自安森美,型号FDP047N08,NMOS,耐压75V,导阻4.7mΩ,采用TO220封装。

ST意法半导体STD95N2LH5

12V输出控制管来自意法半导体,型号STD95N2LH5,NMOS,耐压25V,导阻3.8mΩ,采用DPAK封装。

ST意法半导体STPS10L40CT

肖特基二极管来自意法半导体,型号STPS10L40CT,规格为40V 10A,采用TO-220AB封装。

ST意法半导体STD17NF03LT4

用于控制风扇供电的开关管来自意法半导体,型号STD17NF03LT4,NMOS,耐压30V,导阻38mΩ,采用DPAK封装。

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戴尔870W银牌服务器电源

戴尔的这款电源大约为2011年生产,输出电压为12.1V,输出电流为70.4A,待机电源输出电压为12V,输出电流为1.5A,总输出功率为870W。这款电源由雅达电子代工,通过了80PLUS 银牌标准。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IPB020N04 G

同步整流管来自英飞凌,型号IPB020N04 G,NMOS,耐压40V,导阻2mΩ,采用TO263-7封装。

Infineon英飞凌BSC020N03LS G

输出控制的开关管来自英飞凌,型号BSC020N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻2mΩ,采用PG-TDSON-8封装。

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1、拆解报告:戴尔870W银牌服务器电源

戴尔1100W白金服务器电源

这款服务器电源大约为2014年以后生产,为12V输出,输出电流为91.6A,最大输出功率为1100W,通过了80 PLUS 白金标准。另外这款电源提供12V待机电源,输出电流为3A。电源为砖块造型,采用PCB金手指连接器。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IPP023NE7N3 G

同步整流管来自英飞凌,型号IPP023NE7N3 G,NMOS,耐压75V,导阻2.3mΩ,采用TO220封装。

Infineon英飞凌IRFH5250

控制输出的MOS管来自英飞凌,型号IRFH5250,NMOS,耐压25V,导阻1.15mΩ,采用PQFN5*6封装。

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1、拆解报告:戴尔1100W白金服务器电源

EMERSON艾默生

艾默生1725W开关电源模块

艾默生这款开关电源模块型号为7001490-J000,电源模块支持100-240V宽范围输入电压,输出电压为12.3V,额定输出功率为1725W。模块输入端设有品字插座,指示灯和脱扣把手,输出端设有连接器供电。在模块内部设有散热风扇,两端均设有散热孔用于空气流通。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IRFSL3206

同步整流管来自英飞凌,型号IRFSL3206,NMOS,耐压60V,导阻2.4mΩ,采用TO-262封装。

Infineon英飞凌BSC020N03LS

另外四颗同步整流管来自英飞凌,型号BSC020N03LS,NMOS,耐压30V,导阻2mΩ,采用TDSON-8封装。

Infineon英飞凌BSC020N03LS G

输出控制的开关管来自英飞凌,型号BSC020N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻2mΩ,采用PG-TDSON-8封装。

Infineon英飞凌BSC190N15NS3 G

英飞凌BSC190N15NS3 G,NMOS,耐压150V,导阻19mΩ,采用TDSON-8封装。

Infineon英飞凌BSC050N03LS G

用于供电控制的开关管来自英飞凌,型号BSC050N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻5mΩ,采用S3O8封装。

ST意法半导体STS8DNF3LL

开关管来自意法半导体,型号STS8DNF3LL,为双NMOS,耐压30V,导阻17mΩ,采用SO-8封装。

Vishay威世Si7112DN

另一颗开关管来自威世,型号Si7112DN,NMOS,耐压30V,导阻7.5mΩ,采用PowerPAK 1212-8封装。

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1、拆解报告:艾默生1725W开关电源模块

GreatWall长城

长城250W开关电源模块

长城250W功率CPRS电源模块用于网件M4300系列10G交换机供电,网件型号为APS250W。电源支持100-240V宽电压输入,输出电压为12V,输出电流20.0A,待机电源输出电压12V,输出电流1A,额定输出功率为250W。

内置低压功率器件

APEC富鼎先进AP1A003GMT

输出VBUS开关管来自富鼎先进,型号AP1A003GMT,NMOS,耐压30V,导阻0.99mΩ,采用PMPAK5*6封装。

Infineon英飞凌BSC018N04LS G

同步整流管来自英飞凌,型号BSC018N04LS G,NMOSA,耐压40V,导阻1.8mΩ,采用TDSON-8封装。

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1、拆解报告:长城250W开关电源模块

长城2200W白金牌服务器电源

长城推出的一款2200W白金牌服务器电源,电源型号为CRPS2200DLW,支持100-240V宽电压输入,其中100-127V交流输入时电源输出功率为1100W,当200-240V交流输入或240V直流输入时,电源输出功率为额定2200W,电源模块输入端设有散热风扇,电源插座和指示灯,输出端设有金手指连接器。

内置低压功率器件

APEC富鼎先进AP1A003GMT

输出VBUS开关管来自富鼎先进,型号AP1A003GMT,NMOS,耐压30V,导阻0.99mΩ,采用PMPAK5*6封装。

Diodes达尔SBR10U200P5

整流管来自达尔,型号SBR10U200P5,为超级势垒整流器,规格为200V 10A,采用PowerDI5封装。

Vishay威世SiR608DP

同步整流管来自威世,型号SiR608DP,NMOS,耐压45V,导阻1.2mΩ,采用PowerPAK SO-8 Single封装。

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1、拆解报告:长城2200W白金牌服务器电源

HUAWEI华为

华为750W钛金牌服务器电源

华为这款750W钛金牌服务器电源支持220V交流或240V直流输入,输出电压为12V,输出电流为62.5A,待机电源输出同样为12V,输出电流为2.5A,总输出功率为750W。电源符合80PLUS钛金标准,具备更高的转换效率。电源输入端设有散热风扇,连接器和指示灯,输出端采用PCB金手指连接。

内置低压功率器件

Nexperia安世PSMN1R0-30YLD

用于输出控制的MOS管来自安世半导体,丝印1D030L,型号PSMN1R0-30YLD,NMOS,耐压30V,导阻1mΩ,采用LFPAK56封装。

ONSEMI安森美NTMFS5C612NL

变压器次级输出直接焊接连接到同步整流小板,小板设有六颗同步整流管,来自安森美,丝印5C612L,型号NTMFS5C612NL,NMOS,耐压60V,导阻1.2mΩ,采用DFN5*6封装。

ONSEMI安森美FDMS3672

同步整流管来自安森美,型号FDMS3672,NMOS,耐压100V,导阻23mΩ,采用Power56封装。

ONSEMI安森美FDMS8027S

开关管来自安森美,型号FDMS8027S,NMOS,耐压30V,导阻5mΩ,采用Power56封装。

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华为3000W氮化镓服务器电源

华为这款3000W功率的氮化镓电源采用短身设计,外观上看起来就像是1U电源折叠起来的样子。电源为金属外壳,在侧面通过螺丝装配,侧面的外壳上还有冲孔,用于空气流通,进行散热。这款电源型号为TMN1APSU,输出规格为53.5V 56.1A,计算输出功率为3000W,并且支持根据输入电压的降低,对应降低输出功率。电源端面设有散热风扇和电源输入插座,输出侧设有散热格栅和输出金手指。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌BSC026N08NS5

十颗同步整流管,均来自英飞凌,型号BSC026N08NS5,NMOS,耐压80V,导阻2.6mΩ,采用PG-TDSON-8封装。

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华为3000W数字电源模块

华为R4850G1电源模块采用金属外壳,模块前端设有安装卡扣,使用螺丝组装固定。模块额定输入电压为200-240V,输出功率为3000W,低压输入时输出功率为1200W。模块前端设有散热风扇和指示灯,尾部设有连接器,用于交流输入和直流输出以及通信连接,便于替换维护。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IPP075N15N3-G

同步整流管来自英飞凌,型号IPP075N15N3-G,NMOS,耐压150V,导阻7.2mΩ,采用TO220-3封装。

ONSEMI安森美FDMC2523P

另一颗开关管来自安森美,型号FDMC2523P,PMOS,耐压-150V,导阻1.5Ω,采用WDFN8封装。

Vishay威世Si7322DN

开关管来自威世,型号Si7322DN,NMOS,耐压100V,导阻58mΩ,采用PowerPAK 1212-8封装。

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Huntkey航嘉

航嘉2000W白金牌服务器电源

航嘉这款2000W白金牌服务器电源支持100-127V交流输入,输出功率为1000W。在200-240V交流输入时,达到额定输出功率2000W。电源额定输出电压为12V,待机电源输出为12V,额定输出电流3A。

内置低压功率器件

Hunteck恒泰柯HGN006N03AL

用于输出供电控制的开关管来自恒泰柯,型号HGN006N03AL,NMOS,耐压30V,导阻0.55mΩ,采用DFN5*6封装。

LITEON光宝B240A

两颗二极管来自光宝,型号B240A,规格为40V 2A,采用SMA封装。

PY平伟PWC009N04ES

同步整流管来自平伟,型号PWC009N04ES,采用DFN5*6封装,规格40V 0.75mΩ。

PY平伟D50N03EL

MOS管来自平伟,型号D50N03EL,NMOS,耐压30V,导阻6mΩ,采用DFN5*6封装。

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intel英特尔

英特尔1600W钛金牌服务器电源

英特尔这款钛金服务器电源型号为PSSF162205A,电源支持宽范围输入电压,额定输出功率为1600W,电源输入端设有品字接口用于连接电源线,并设有LED灯指示运行状态。输出端设有PCB金手指,连接到服务器供电。电源内部设有散热风扇,从输出端吸入空气,从输入端吹出散热。

内置低压功率器件

Diodes达尔SBR10U45SP5

用于为待机电源供电的二极管来自达尔,型号SBR10U45SP5,为肖特基二极管,规格为10A 45V,采用PowerDI5封装。

Infineon英飞凌BSC016N06NS

同步整流管来自英飞凌,型号BSC016N06NS,NMOS,耐压60V,导阻1.6mΩ,采用TDSON-8封装,一侧使用四颗并联。

Nexperia安世PSMN0R9-30YLD

输出控制管来自安世半导体,丝印0D930L,型号PSMN0R9-30YLD,NMOS,耐压30V,导阻0.87mΩ,采用LFPAK56封装。

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LITEON光宝

光宝460W白金牌服务器电源

这款光宝科技推出的服务器电源约为10年前生产,电源为12V输出,输出电流为38.3A,输出功率为460W,通过了80 PLUS 白金标准。此外电源还具备12V待机电压输出,输出电流为2.5A。电源采用板砖造型,采用金手指连接器,支持热拔插。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IPP023NE7N3 G

同步整流管来自英飞凌,型号IPP023NE7N3 G,NMOS,耐压75V,导阻2.3mΩ,采用TO220封装。

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Oracle甲骨文

甲骨文3060W碳化硅服务器电源模块

甲骨文SPAORCL-01G服务器电源模块采用长条造型,在机身外侧设有指示灯和进气口,底部设有锁定机构用于固定。机身内侧设有接线端子,为热拔插设计。电源支持200-277V交流输入,240-380V直流输入,最大输出功率达3060W。电源模块输出电压为12V,主输出为12.3V 244A,待机输出为12V5A。电源模块具备I2C通信功能,具备过热,输出过电压保护和过电流保护。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌BSC019N04NS G

用于供电控制的开关管来自英飞凌,型号BSC019N04NS G,NMOS,耐压40V,导阻1.9mΩ,采用SuperSO8封装。

Infineon英飞凌BSZ088N03LS G

另一颗开关管同样来自英飞凌,型号BSZ088N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻8.8mΩ,采用S3O8封装。

ONSEMI安森美FDMS86200

安森美FDMS86200,NMOS,耐压150V,导阻18mΩ,采用Power56封装。

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SUPERMICRO超威

超微720W金牌碳化硅服务器冗余电源

超微服务器720W冗余电源模块,型号为PWS-721P-1R,由肯微科技股份有限公司制造,电源模块采用PFC+移相全桥架构,具备80PLUS金牌转换效率。电源模块支持100-240V宽电压输入,具备12V输出和5V待机输出。

内置低压功率器件

Infineon英飞凌IRFB3206G

同步整流管来自英飞凌,型号IRFB3206G,NMOS,耐压60V,导阻2.4mΩ,采用TO-220AB封装。

Infineon英飞凌BSC020N03LS

输出控制管来自英飞凌,型号BSC020N03LS,NMOS,耐压30V,导阻2mΩ,采用TDSON-8封装。

Infineon英飞凌BSZ035N03LS G

同步降压开关管来自英飞凌,型号BSZ035N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻3.5mΩ,采用TSDSON-8封装。

ST意法半导体STPS20H100CR

整流管来自意法半导体,型号STPS20H100CR,为肖特基二极管,规格为100V 20A,采用TO-220AB封装。

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XFUSION超聚变

超聚变2000W白金牌服务器电源

超聚变服务器电源220-240V交流或240V直流输入,输出电压为12.1V,输出电流为165.3A,总输出功率为2000W。在输入电压降额时,输出功率同步调整为1000W或1600W。服务器电源输入端设有散热风扇,电源插座和指示灯,输出端设有金手指连接器。电源内部采用PFC+LLC架构,符合80PLUS白金转换标准。

内置低压功率器件

ONSEMI安森美NTMFS5C612NL

同步整流管来自安森美,型号NTMFS5C612NL,NMOS,耐压60V,导阻1.5mΩ,采用DFN5封装。

Vishay威世SiRA20DP

输出VBUS开关管来自威世,型号SiRA20DP,NMOS,耐压25V,导阻0.48mΩ,采用PowerPAK SO-8封装。

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充电头网总结

服务器电源在高功率密度、高能效、长时间稳定运行的要求下,对低压功率器件的性能提出了更高标准。通过对多款服务器电源的拆解分析可见,无论是MOSFET还是肖特基二极管,多家服务器电源品牌在器件选型上趋于选择可靠性产品,以满足机架式服务器的能效和7×24小时不间断运行的设计需求。

来源:充电头网

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