Проверенное в новом: HVDC 240В в условиях ИИ-ЦОД

Опубликовано: 31 августа 2026 · Источник: TAdviser

Но от физики процессов не уйдешь, и потерь каскада в цепочке AC → DC → АС, увы, не избежать — к потерям двойного преобразования в самом ИБП добавляются потери в серверных блоках питания АС 230 В → DС 12 В, составляющие для высшего массового стандарта CRPS 80 Plus Titanium при самом оптимистичном сценарии и неполной нагрузке не менее 4%.

В противоположность этому, пиковый КПД промышленных блоков питания с применением конвертеров, преобразующих 48В архитектуры постоянного тока в 12 В, составляет порядка 98%, ведь при отсутствии в DC-шине реактивной составляющей и потерь на выпрямление, что называется, при прочих равных условиях, общая эффективность будет выше. И это при сокращении числа предыдущих ступеней преобразования. При кратном росте напряжения DC-шины относительно 48 В эти преимущества остаются, но при этом также кратно снижается ток. Так, при переходе на напряжение 240 В DC ток в системе электроснабжения серверов также снизится в 5 раз, при переходе на напряжение 336V DC — в 7 раз, что существенно редуцирует потери в кабелях и шинах. При этом можно использовать проводники меньшего сечения.

Оба этих класса напряжения, ставшие впоследствии стандартами, внедрялись в недалеком прошлом в Китае по причине взрывного роста вычислительных мощностей как компромисс между повышенной эффективностью электроснабжения и простотой традиционной инфраструктуры 48В. Конечно, сама по себе функция «dual input» не гарантирует выраженного и стабильного повышения КПД в сравнении с традиционной АС-архитектурой, но в сочетании с поддержкой 240 В DC и высоким классом 80 PLUS Titanium она в любом случае является признаком высокоэффективного и современного источника питания.

Главное клиентское преимущество блоков питания CRPS с двойным входом (AC и 240 В DC) заключается в их универсальности и гибкости применения. Они выступают в роли некоего «адаптера», который позволяет серверному оборудованию без каких-либо изменений работать как от традиционной сети переменного тока (230 В), так и от более эффективной системы постоянного тока HVDC 240 В. Технические характеристики многих таких блоков питания предполагают диапазон входного напряжения либо 90-264 В АС, либо 180-320 В DC. Это означает, что один и тот же CRPS-блок питания можно установить в сервер, который будет подключен либо к обычной розетке, либо к шине постоянного тока 240В, и он будет корректно работать.

Но основное техническое достоинство функции «dual input» проявляется при работе в условиях ИИ-нагрузок: при питании по линии HVDC 240 В блоки питания значительно легче реагируют на скачки нагрузки «power bursting» — мгновенный синхронный переход многочисленных GPU-процессоров из режима ожидания в режим максимальной производительности как в процессе обучения, так и инференса.

Это объясняется более стабильными входными условиями и отсутствием сложных переходных процессов, характерных для переменного тока. Линия DC лишена проблем с повторными бросками тока «re-rush current», так как в ней нет синусоидальных провалов и восстановлений напряжения, характерных для АС-систем, ведь корректор коэффициента мощности просто пропускает через себя DC-напряжение без изменения, а диодный мост (или ключевые транзисторы) ток не выпрямляет.

Таким образом, хотя оба типа входа технически и способны справляться со всплесками энергопотребления — «зубьями пилы», питание от стабильной линии 240 В DC создает для блоков питания CRPS более предсказуемые и легкие условия работы, освобождая их от необходимости бороться с переходными процессами в сети переменного тока. Литиевая аккумуляторная батарея, размещенная непосредственно на той же шине DC 240 В, что и блоки питания, помогает при этом справляться с набросами нагрузки, поддерживая при просадках напряжения и выступая в роли буфера, моментально компенсируя недостаток мощности.

При любом кратковременном возмущении или скачке нагрузки в сети батарея мгновенно компенсирует как недостаток, так и избыток энергии, удерживая напряжение на шине практически неизменным. Применение массивов свинцово-кислотных аккумуляторов VRLA с низким уровнем внутреннего сопротивления еще в большей степени упрощает решение.

В классических АС-ИБП компенсация всплесков энергопотребления происходит принципиально иначе, чем в системах HVDC c батареей на шине, и в основе механизма компенсации лежит инвертор, преобразующий постоянный ток аккумуляторов или выпрямленной сети в переменный для питания серверов. Когда нагрузка резко возрастает, инвертор должен мгновенно отреагировать и выдать больший ток. Кратные скачки нагрузки на выходе могут привести к перегрузке инвертора и, как следствие, к принудительному переходу в режим «Байпас». При переключении с батарей обратно на сеть в АС-системах возникает риск повторного броска тока — в момент переключения на входе блоков питания резко восстанавливается напряжение. Это, как и в случае перегрузки инвертора и перехода на «грязную» сеть, создает вероятность повреждения блоков питания или самих ИБП.

Кроме того, архитектура HVDC имеет еще одно фундаментальное преимущество перед классическими AC-ИБП: ей не нужна синхронизация, потому что она работает с постоянным, а не с переменным током. В традиционной АС-системе инвертор должен постоянно «следить» за фазой и частотой входного переменного напряжения, чтобы обеспечивать бесшовное переключение между режимами работы и корректную работу параллельно подключенных устройств, являющихся типовым решением электроснабжения высоконагруженных ЦОД. Это усложняет алгоритмы управления и представляет собой источник потенциальных ошибок. В HVDC-системах эта задача полностью отсутствует, что делает масштабирование системы как на уровне модулей, так и на уровне кабинетов более простым и надежным.

Таким образом, можно утверждать, что проверенное, обкатанное китайское решение HVDC 240 В еще будет закрывать потребности в эффективности, надежности и экономичности, ну а сейчас покажет свои достоинства в условиях стремительного роста ИИ-нагрузок. Об аппаратах защиты этой интересной архитектуры электроснабжения мы и поведем речь в следующей статье.Следите за выходом новых материалов на сайте ABSolite.

Комплексная экосистема и инженерная экспертиза команды ABSolite станут надежным фундаментом для реализации ваших проектов любой сложности. Ознакомиться с полным спектром оборудования можно в каталоге продукции.