硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源,功率密度高达6.114Wmm3

硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源,功率密度高达6.114Wmm3,第1张

电子发烧友网报道(文/李诚)随着产业的数字化转型,通信基站、数据中心逐渐增多,能源压力愈发紧张。据相关资料显示,预计至2025年通信站点数量将增至7000万个,年耗电量超过6700亿度;数据中心将增至2400万机架,年耗电量超过9500亿度。数以亿计的用电量让人陷入了沉思,在“双碳”的大背景下,节能减排已成为全人类的共同目标,也掀起了各行业的能源革命。

以通信业务起家的华为,在通信基站、服务器领域均有布局,秉承着“极简、绿色、智能、安全”的理念,推出了多款应用于服务器的电源产品。

图源:华为

近日,B站博主@机魂发布了一条关于电源拆解的视频深深吸引了我。拆解的是一款来自华为的钛金级3000W氮化镓服务器电源。据博主介绍,该电源型号为PAC3000S12-T1,是华为几年前的一款产品,电源功率密度极高,系统转换效率更是高达96%。

背面参数 图源:@机魂

通过查阅相关资料发现,华为有用多款服务器电源产品,输出电压均为12V,输出功率涵盖了900W至3000W不等,封装尺寸均为68mm x 183mm x 40.5mm,183mm的身长与业界平均水平265mm相比缩短了不少,体积控制到了490.62 mm3 ,以至于功率密度高达6.114W/mm3。而常规的消费类氮化镓电源的功率密度只有1.1W/ mm3 ,即使与专用的服务器电源相比,这款电源的功率密度也提升了50%以上。同时支持90~264V交流电压和180V~300V直流电压输入,12.3V/243.9A输出。

左:三款不同输出功率的电源内部对比 右:电源输出端 图源:@机魂

PAC3000S12-T1是如何实现功率密度高达6.114W/mm3的呢?通过以上三款华为服务器电源内部对比发现,这三款底面PCB的大小是一致的,900W和1200W的电源内部空间看起来比较宽裕,并且都接入了较大的铝基散热板,增强电源系统的散热性能。而3000W的电源内部取消了散热板的设计,采用了PCB横、竖拼接的方式,将有限的空间利用率提至最高,并且塞满元器件,在电源输出侧还采用了MLCC电容叠焊的设计,从整体来看这款电源非常紧凑。

俯视面图 图源:@机魂

由于这款电源的内部空间有限,设计师尽可能地为其他元件预留充足的空间,将两个PFC电感设计为一个整体,共用一组磁芯,合封在一起。这也是功率高密度的一个体现。

从这款电源的外观、元器件布局来看,虽然很紧凑,但是一点不乱,这也体现了华为PCB设计工程师水平之高,既要考虑元器件布局时的电磁兼容问题,又要考虑如何布局才能使电源体积更小,仅在这一部分就花费了不少的心血。

在系统电路方面,这款3000W服务器电源采用了PFC+LLC的电源架构。这款电源采用的PFC拓扑为交错式图腾柱PFC,图腾柱PFC是一种新的PFC形式,是目前已知的电路拓扑中使用组件最少的,与传统PFC拓扑相比,导通损耗更低、转换效率更高。

图源:@机魂

在图腾柱PFC部分共采用了12颗MOSFET,其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET,据博主推测这8颗氮化镓MOSFET为GaN Systems的GS66516T 650V增强型氮化镓MOSFET,采用了低电感的GaNPX 封装,导通电阻仅为25mΩ。低频桥臂使用了导通电阻为28mΩ的4颗硅基MOSFET,型号为英飞凌的IPT60R028G7 最大导通电压为650V,这些MOSFET都是通过两两并联,互相交错连接的。PFC主控芯片为ST专门针对数字电源转换应用的STM32F334。

图源:@机魂

LLC电路采用的是LLC谐振半桥结构,使用了4颗与PFC电路同型号的氮化镓MOSFET。辅助电源使用的是英飞凌的准谐振反激 PWM 控制器ICE2QR2280G,这款控制器具备了数字频率降低功能,能够在负载减小时保证运行的稳定性,同时在转换效率和抗电磁干扰方面均有不错的表现。12V输出使用的是东芝的N沟道MOSFET,导通电阻仅为0.41mΩ。

通过拆解发现,华为的这款电源用料十足,共堆了12颗氮化镓MOSFET,GS66516T在元器件交易平台的售价显示为275元每颗,仅仅12颗氮化镓MOSFET总价值就达到了3300元,华为的堆料能力真的是把我给折服了,严重怀疑设计师在设计这款电源时没有考虑成本。

电源在工作时会持续发热,随着温度的升高,电源的性能也会受到影响,电源组件寿命也会缩短,最终可能导致系统故障。因此电源的热管理十分关键。

图源:@机魂

通过电源拆解发现,电源内部竟没有安装散热片,散热全靠电源输入端旁的12V/4A的风扇完成,该风扇在满转速的情况下可达4W转,毕竟这款电源输出功率高达3000W,产生的热量不可小觑。但是不足之处就是在大转速下,风扇的声音也会很大。

下“重本”的电源效率为何仅有96%呢?由于散热采用的是12V/4A的风扇,在运行状态下风扇的损耗是很大的。以及由于输出电流高达243.9A,因此在同步整流环节的导通损耗非常高,同时,当243.9A大电流经过变压器时也会产生很高的铜损。这三个方面的损耗是这款电源的效率提不上去的主要原因。

虽说这是一款几年前的产品,但在大功率、高密度、高效率方面都能够满足现在服务器电源的发展需求,再加上错落有致的元器件布局,可以看出华为的研发团队还是相当有实力的。

第一步,拔下所有连接线。

拔下主机电源。拔下主机机箱后面的其它连接线,显卡拔的时候要先把左右两则的螺丝拧开后,再拔下来。

第二步,卸机箱护盖。

用螺丝刀卸下主机机箱侧面护盖上的螺丝,把盖抽出来。

第三步,置于室外。

把主机机箱拿到一个宽敞的地方,最好是室外,坚着放在地面上。

第四步,大面积除尘。

打开吹风机或者是专业的除尘器,冲着主机内部吹,特别要吹的是电源、芯片、显卡、机箱后部的风扇处。

遵循的原则是:由上到下、由内向外、先吹风扇,后吹其它部件。

等灰尘吹的差不多看不出来时,进行下一步。

第五步,除细处灰尘。

把机器放在桌上,用皮老虎把吹风机吹不到的细小处比如卡槽处都吹一下,尽量让藏起来的灰尘也被吹出来。

吹的时候用一块湿毛巾盖住吹起灰尘的地方,让湿毛巾吸附掉大部分灰法,减少灰尘四周飘浮。

第六步,清扫灰尘。

拿小毛刷把主板、硬盘、显卡、内存等地方的灰尘扫一下,各个卡槽处也清扫一下。

上面所有的都清扫后灰尘落到了主机箱底部的面板上,最后再用毛刷扫一下这里。

第七步,擦机箱。

用微湿的毛巾轻轻擦一下机箱底部面板,再用干毛巾擦干净。

机箱外部和卸下的机箱盖也按以上方法擦干净。

第八步,装机。

所有的部件都清理干净后,把机箱盖安装好,拧好螺丝。

把主机放回原处,插上电源等其它连接线。

到这里,电脑主机内的灰尘就清理完毕了。

想把 台式机 机箱拆除下来清理下,该怎么样拆卸呢?下面由我给你做出详细的台式机机箱拆卸 方法 介绍!希望对你有帮助!

台式机机箱拆卸方法一:

1,先把机箱的两个侧盖拆下。

2,检查一下前面板与机箱的连接处,一般会有两个到六个左右的固定螺丝,把螺丝拆掉

3,拿个一定的螺丝刀,轻插入面板与机箱的连接处,稍微用点点力,就可以把面板与机箱分离出来啦。

注意:面板与机箱的连接处的固定螺丝,要从机箱里往面板方向看才看得到的,有些是两个(一边一个),有些则可能是四到六个。一定要拆开螺丝才进行第三步,否则容易搞坏面板

台式机机箱拆卸方法二:

首先把主机箱的背面转过来,然后观察主机箱后面的是什么螺丝接口。

1、有的主机箱是那种直接用手就可以拧开的带冒螺丝,直接拧开与主板接触 面相 对立面主机 盖上的两颗螺丝,再打开机箱盖即可。

2、还有很多主机的螺丝是要有专业的螺丝刀才能拧开的,必须找来专业的螺丝刀拧开与主板 接触面相对立面主机盖上的两颗螺丝,再打开机箱盖即可。

台式机机箱拆卸方法三:

机箱螺丝都是在机箱侧边的位置,如果是组装机的话你拆各类连接线另外一边的机箱盖就行了,就是2个螺丝的事,然后向后推机箱盖,就下来了。图钉带小孔的是铆钉,说明是铆死的,那个得用电钻钻开,不建议你动。

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机箱分类

服务器机箱

对于服务器而言,机箱也是个不容忽视的问题,服务器机箱的主要问题包括:

温度:如何冷却机箱内部组件?风扇(通常来自于电源)应该直接吹向或吹过处理器。

扩展能力:选择一个具有足够空间的机箱,以备网络扩充之用。确定具有足够的空间来增添更多的硬盘和 其它 外设。检查一下机箱内部,以确保没有锋利的边缘。将来升级时,这对技术人员的安全和防止线缆意外被切断都是十分重要的。机箱还应使维护人员能够轻松地接触到内部组件,以备将来升级或故障排除。

安全性:因为您的服务器将保存重要的文件和网络上更昂贵的物品,因此要考虑安全性问题。服务器机箱应该能够上锁,以防止非法拆卸。

认证:选择具有满足您所在环境要求证书的机箱和电源。典型的认证有FCC、UL和CE。

对于一般企业的部门级服务器来说,一般都会选择4U以上或者塔式服务器,然而如何为如此性能强大的服务器选择一个安定放心的家,却是一个往往为人忽视的问题。

资深的PC DIY 玩家一定不会忽略机箱和电源在整机中的关键性,优质的电源是整机稳定运行的前提,而设计精良的机箱,一方面可以提供优良的散热环境,一方面也可以充分的利用空间甚至屏蔽电磁干扰。因此,作为常年24小时运行的服务器系统而言,其运行的稳定性和及时的散热手段,更是至关重要的因素。对于服务器而言,稳定性的要求甚至超过了性能的些许差异,想要选择一款理想的服务器,首先应该选择一款优秀的服务器机箱。

仪器仪表机箱

根据材料可分为塑料机箱、合金机箱、复合材料机箱等。


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