AI 컴퓨팅 성능의 숨은 영웅: 국내 생산 고전압 커패시터(Φ30×70mm 450V/1400µF, 105℃/3000H)가 서버 전원 공급 장치의 세 가지 주요 과제를 해결하는 방법

AI 컴퓨팅 성능의 폭발적인 성장으로 데이터 센터는 전례 없는 업그레이드 압력을 받고 있습니다. AI 서버의 "핵심 전력"인 AC-DC 프런트엔드 전원 공급 장치 설계는 제한된 공간 내에서 더 높은 전력 밀도, 더 긴 수명, 그리고 더 강력한 신뢰성을 어떻게 달성할 것인가라는 전례 없는 과제에 직면해 있습니다. 이는 단순한 기술적 문제를 넘어 AI 컴퓨팅 성능의 지속적이고 안정적인 출력을 보장하는 데 매우 중요한 문제입니다.

고전압 콘덴서 분야에서 오랜 경험을 보유한 국내 선도적인 콘덴서 솔루션 제공업체인 YMIN Electronics는 AI 서버 전원 공급 장치의 특수한 요구 사항을 충족하기 위해 고전압 액체 스냅온 알루미늄 전해 콘덴서 IDC3 시리즈를 출시하여 업계의 고질적인 문제점을 해결하는 혁신적인 기술 솔루션을 제공합니다.

작동 조건

• 위치: AC-DC 프런트엔드 PFC(역률 보정) DC 링크(DC 버스) 후단의 에너지 저장/필터 커패시터 (일반적인 솔루션)

• 전력: 4.5kW~12kW 이상; 폼팩터: 1U 랙 마운트 서버 전원 공급 장치/데이터 센터 주 전원 공급 장치

• 주파수: GaN(질화갈륨)/SiC(탄화규소)의 적용이 증가함에 따라 스위칭 주파수는 일반적으로 수십 kHz에서 수백 kHz 범위에 있습니다(프로젝트에 따라 다름, 이 글에서는 120kHz와 같은 사양을 인용함).

• 운영 및 발열: 데이터 센터는 일반적으로 24시간 연중무휴로 운영됩니다. 전원 공급 장치는 내부 발열량이 높아 커패시터 케이스 온도 및 수명 저하(일반적인 고온 작동 조건)에 주의해야 합니다.

AI 서버 전원 공급 장치 설계에서 고전압 커패시터의 딜레마를 밝히는 세 가지 주요 과제

AI 서버 전원 공급 장치 및 데이터 센터 주 전원 공급 장치의 AC-DC 섹션 설계에서 엔지니어는 일반적으로 세 가지 주요 과제에 직면합니다.

① 공간과 용량의 모순: 1U 랙 마운트 서버의 제한된 공간에서 기존의 표준 크기 혼 커패시터는 종종 크기 제한이라는 문제에 직면합니다. 제한된 높이 내에서 충분한 에너지 저장 용량을 확보하는 것은 고전력 밀도 전원 공급 장치를 설계할 때 극복해야 할 중요한 과제입니다.

② 고온 환경에서의 수명 문제: AI 서버실 환경은 일반적으로 고온 환경이므로 전원 공급 장치의 열 관리에 막대한 부담이 가해집니다. 105℃의 고온 환경에서 450V/1400μF 커패시터의 성능은 시스템의 장기적인 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.

③ 고주파수 추세에 따른 성능 요구 사항: GaN/SiC와 같은 새로운 전력 소자의 광범위한 도입으로 전원 공급 스위칭 주파수가 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 시스템 다운타임 위험을 방지하기 위해 커패시터의 ESR 및 리플 전류 용량에 대한 요구 사항이 더욱 높아지고 있습니다.

YMIN IDC3

기술을 통해 고전압 커패시터의 성능 한계를 재정의합니다

앞서 언급한 문제점들을 해결하기 위해 YMIN IDC3 시리즈는 소재, 구조, 공정의 세 가지 측면에서 획기적인 발전을 이루었습니다.

1. 밀도 혁명: Φ30×70mm 크기 내에서 정전 용량 70% 증가

소형 Φ30×70mm 혼형 커패시터 패키지를 활용하여 표준 1U 서버 전원 공급 장치의 높이 제한 내에서 450V/1400μF의 고용량을 구현했습니다. 동일 크기의 기존 제품과 비교하여 용량이 70% 이상 증가했으며(업계에서 일반적으로 사용되는 Φ30×70mm, 450V 액체 혼형 커패시터의 일반적인 용량 범위 대비), 고용량 밀도와 공간 효율성 간의 상충 관계를 효과적으로 해결했습니다.

2. 수명 혁신: 105℃에서 내구성 테스트 완료

최적화된 전해액 조성과 양극 포일 구조를 통해 IDC3 시리즈는 105℃의 극한 환경에서도 탁월한 부하 수명 성능을 보여줍니다. 이러한 설계 덕분에 데이터 센터의 고온 환경에서도 장기간 안정성을 유지할 수 있어 고온으로 인한 수명 단축이라는 업계의 과제를 효과적으로 해결합니다.

3. 고주파수 적응성: GaN/SiC 시대에 최적화된 설계

낮은 ESR 설계를 채택하여 120kHz에서 더 높은 리플 전류를 견딜 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 IDC3 시리즈는 GaN(질화갈륨)/SiC(탄화규소) 기반의 고주파 스위칭 토폴로지(데이터시트 사양 기준)에 더욱 잘 적응하여 고출력 밀도 전원 공급 장치의 효율 향상을 강력하게 지원합니다. 저주파 리플에 주로 초점을 맞추는 기존의 버스 커패시터 선정 방식과 달리, GaN/SiC 플랫폼용 고출력 밀도 전원 공급 장치는 데이터시트 사양에 따른 ESR과 고주파 리플 전류 성능을 동시에 검증해야 합니다.

참고: 이 문서의 주요 매개변수는 다음에서 가져온 것입니다.YMIN IDC3 시리즈데이터시트/시험 보고서 참조; 별도로 명시되지 않는 한, ESR/리플 전류는 데이터시트 사양(예: 120kHz)에 따라 기술되며, 최신 데이터시트 버전이 우선합니다.

협력적 혁신: 4.5kW~12kW 범위의 신뢰성 및 성능 검증

YMIN은 Navitas와 같은 업계 선도적인 GaN 전력 반도체 제조업체와 긴밀한 기술 협력을 유지하고 있습니다(공개 정보 기준). 4.5kW에서 12kW, 그 이상의 전력량을 요구하는 AI 서버 전원 공급 프로젝트에서 IDC3 시리즈 고전압 액체 스냅온 알루미늄 전해 콘덴서는 탁월한 성능을 입증했습니다.

이러한 협력 개발 모델은 제품의 신뢰성을 검증할 뿐만 아니라 AI 서버 전원 공급 장치의 지속적인 발전을 위한 견고한 기술적 기반을 제공합니다. YMIN의 IDC3 시리즈는 여러 고급 AI 서버 프로젝트에서 선호되는 솔루션으로 자리매김했으며(공개 정보에 따르면), 세계적인 주요 브랜드와 견줄 만한 성능을 자랑합니다.

단순한 제품 그 이상: YMIN이 AI 서버를 위한 시스템 수준 솔루션을 제공하는 방법

AI 컴퓨팅 성능이 폭발적으로 증가하는 시대에 전원 공급 시스템의 신뢰성은 무엇보다 중요합니다. YMIN Electronics는 AI 서버 전원 공급 장치 설계의 엄격한 요구 사항을 깊이 이해하고 있으며, IDC3 시리즈를 통해 높은 용량 밀도, 긴 수명 및 뛰어난 신뢰성을 균형 있게 갖춘 완벽한 솔루션을 업계에 제공합니다.

다음은 AI 서버 전원 공급 장치에 사용되는 IDC3 시리즈 고전압 액체 스냅온(기판 자체 지지형) 알루미늄 전해 콘덴서의 일반적인 선택 참고 자료로, 시스템 요구 사항에 맞는 제품을 빠르게 찾을 수 있도록 도와줍니다.

표 1: IDC3 시리즈 고전압 액체 스냅온 커패시터 – 선택 권장 사항

혁신은 멈추지 않는다: YMIN은 AI 인프라에 안정적인 전력을 지속적으로 제공합니다.

컴퓨팅 파워 시대에 안정적인 전원 공급은 필수적입니다. YMIN Electronics는 자사의 IDC3 시리즈 고전압 액체 스냅온 알루미늄 전해 콘덴서를 핵심으로 AI 컴퓨팅 인프라에 안정적인 콘덴서 지원을 지속적으로 제공합니다. 당사는 단순한 제품 공급을 넘어, 깊이 있는 기술적 이해를 바탕으로 시스템 수준의 솔루션을 제공합니다.

차세대 AI 서버 전원 공급 장치를 설계할 때, YMIN은 기술 혁신을 통해 설계의 한계를 뛰어넘고 컴퓨팅 성능의 흐름을 함께 탈 수 있도록 지원할 준비가 되어 있습니다.

질문과 답변 섹션

Q: YMIN의 IDC3 시리즈 고전압 커패시터는 AI 서버 전원 공급 장치의 문제점을 어떻게 해결합니까?

A: YMIN IDC3 시리즈 고전압 액체 스냅온 알루미늄 전해 콘덴서는 세 가지 차원에서 솔루션을 제공합니다.

① 고밀도 설계 – Φ30×70mm 크기 내에서 450V/1400μF의 높은 정전용량을 달성하여 동일 크기 제품 대비 용량을 70% 이상 증가시켜 공간과 용량 간의 상충 관계를 해결합니다.

② 고온 환경에서의 긴 수명 – 최적화된 전해질 및 양극 구조는 105℃에서 3000시간의 부하 수명을 유지하여 시스템의 장기적인 신뢰성을 향상시킵니다.

③ 고주파 호환성 – 낮은 ESR 설계를 채택하여 120kHz의 고주파 동작을 지원하며, 최대 단일 셀 리플 전류는 약 4.12A(500V/1700μF, 120kHz; 450V/1400μF의 경우 약 2.75A, 자세한 내용은 마지막 선택표 참조)입니다. GaN/SiC 고주파 토폴로지와 호환되어 고전력 밀도 전원 공급 장치 설계를 용이하게 합니다.

문서 끝부분에 요약이 있습니다.

적용 시나리오: AI 서버 전원 공급 장치 AC-DC 프런트엔드 설계, 데이터 센터 주 전원 공급 시스템, 1U 고밀도 랙 마운트 서버 전원 공급 장치, GaN/SiC 기반 고주파 스위칭 전원 공급 장치, 고전력 밀도(4.5kW~12kW 이상) AI 컴퓨팅 전원 공급 장치

핵심 장점:

① 규격: 공간 밀도, 설명: Φ30×70mm 크기 내에서 450V/1400μF를 구현하며, 유사 크기 대비 용량이 70% 이상 증가했고, 1U 서버 높이 제한에 맞춰 사용할 수 있습니다.

② 규격: 고온 수명, 설명: 105℃에서 3000시간 이상의 부하 수명을 제공하며, 데이터 센터의 고온 작동 환경에 적합합니다.

③ 특징: 고주파 성능, 설명: 낮은 ESR 설계로 120kHz의 고주파에서 더 높은 리플 전류를 견딜 수 있으며 GaN/SiC 고주파 토폴로지에 적용 가능합니다.

④ 차원: 시스템 검증, 설명: Navitas와 같은 제조업체와 협력하여 4.5kW ~ 12kW 이상의 AI 서버 전원 공급 프로젝트에 적합합니다.

추천 모델

3단계 선정 방법:

1단계: 모선 전압을 기준으로 내전압 정격을 선택하고 감압 여유를 고려합니다(예: 450~500V).

2단계: 주변 온도 및 열 설계를 기준으로 사용 수명 사양(예: 105℃/3000시간)을 선택하고 온도 상승을 평가합니다.

3단계: 공간 높이/직경 제약 조건(예: Φ30×70mm)에 따라 치수를 맞추고 리플 전류 및 ESR 사양을 확인합니다.