Обеспечивает возможность проведения нагрузочного тестирования для ведущих мировых компаний в сфере AIDC. 

Системы электропитания серверов для ИИ вступают в эпоху высокой мощности

На фоне масштабной реализации стратегии «Передача данных с востока на запад для обработки» (East Data, West Computing) и превращения интеграции вычислительных мощностей и энергоэффективности в ключевой приоритет национального развития, конкуренция в индустрии ИИ смещается от борьбы за «плотность размещения транзисторов» к показателям «энергоэффективности».

Электрическая архитектура инфраструктуры центров обработки данных для ИИ (AIDC) претерпевает кардинальные изменения: происходит переход от традиционных систем на базе ИБП к высоковольтным системам постоянного тока (HVDC) с напряжением 800 В, а технологии твердотельных трансформаторов (SST) постепенно переходят от стадии концептуальной проработки к практическому внедрению.

Однако стремительный рост уровней напряжения и потребность в сверхбыстром динамическом отклике во всей цепи электропитания ставят перед испытательным оборудованием сложнейшие задачи — особенно в части имитации высоковольтной нагрузки, обеспечения динамических характеристик и плотности мощности.

Для решения этих задач ведущие мировые предприятия отрасли AIDC уже внедрили в свои научно-исследовательские и опытно-конструкторские подразделения высокопроизводительные электронные нагрузки большой мощности, обеспечивающие необходимую поддержку при проверке и внедрении архитектур систем электропитания нового поколения.

В данной статье мы расскажем о том, как эти высокопроизводительные электронные нагрузки большой мощности применяются при тестировании высоковольтных источников питания (HVDC), систем электропитания типа Power Shelf и в других ключевых сценариях испытаний на предприятиях ведущих мировых производителей оборудования AIDC.

Кейс 1: Нагрузочное тестирование высоковольтных модулей питания постоянного тока (HVDC) мощностью 72 кВт в различных режимах

Информация о заказчике
Заказчик А — мировой лидер в области решений для критически важной цифровой инфраструктуры. Выступая ключевым партнером по системам электропитания (напряжением 800 В) для вычислительных кластеров NVIDIA нового поколения (предназначенных для задач ИИ), компания занимается интеграцией систем питания, инфраструктуры охлаждения и ИТ-нагрузок по всей производственной цепочке. Она предлагает комплексные решения полного цикла, охватывающие инфраструктуру, управление энергоэффективностью и сервисное обслуживание.

Требования к тестированию
Заказчик планировал провести проверку выходных характеристик разработанных и произведенных им высоковольтных модулей питания постоянного тока (HVDC). Требования к тестированию включали:

Высокое напряжение и высокая мощность
● Допустимое напряжение нагрузки ≥1200 В
● Мощность нагрузки ≥72 кВт

Моделирование высокодинамичной нагрузки
● Скорость нарастания тока (slew rate) ≥2 А/мкс
● Проверка стабильности выходных параметров при резких изменениях нагрузки со стороны графических процессоров (GPU)

Редактирование сложных последовательностей
Поддержка более 60 000 шагов последовательности для моделирования реалистичных и сложных профилей нагрузки.

Возможность наращивания мощности
Существующая платформа должна поддерживать возможность увеличения мощности в будущем для проведения испытаний оборудования с более высокими характеристиками.

Решение для тестирования

Для заказчика была подобрана высокопроизводительная электронная нагрузка высокой мощности серии N69200. Благодаря высокой мощности, отличным динамическим характеристикам и широкому функционалу это решение идеально соответствовало реальным потребностям заказчика в тестировании.

Широкий диапазон мощностей
Обеспечивает широкий диапазон нагрузок 1200 В/2880 А/72 кВт для удовлетворения требований заказчика к тестированию.

Высокодинамическое моделирование нагрузки
Поддерживает скорость изменения тока в десятки А/мкс, что позволяет моделировать быстрые ступенчатые изменения нагрузки.

Комплексный функционал
Поддерживает импорт файлов последовательностей с более чем 60 000 тестовыми шагами для воспроизведения сложных реальных условий работы сервера.

Расширяемая архитектура
Поддерживает параллельное оптоволоконное соединение для расширения мощности на уровне МВт, удовлетворяя требованиям тестирования крупномасштабных высоковольтных систем постоянного тока.

Кейс №2: Испытания высоковольтных систем постоянного тока (HVDC) мощностью 120 кВт

Информация о заказчике
Компания B обладает почти сорокалетним опытом работы в сфере силовой электроники. Занимая лидирующие позиции на рынке HVDC-решений, компания ведет деятельность в трех ключевых направлениях: передовые системы электропитания, центры обработки данных и «зеленая» энергетика. Она выступает важным партнером по обеспечению энергетической инфраструктуры для ведущих вычислительных кластеров, предназначенных для задач искусственного интеллекта (ИИ).

Требования к испытаниям
Проект был посвящен проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских испытаний (НИОКР) систем электропитания HVDC для вычислительных комплексов ИИ. Решение должно было отвечать жестким требованиям по напряжению и мощности, а также поддерживать динамический отклик в широком частотном диапазоне, обеспечивать возможность автоматизированной интеграции и монтажа в стандартные стойки.

Высокое напряжение и высокая мощность
● Рабочее напряжение: ≥1500 В (постоянный ток)
● Рабочий ток: ≥600 А
● Мощность: ≥120 кВт

Широкий динамический диапазон
● Моделирование динамической нагрузки в диапазоне частот от 50 Гц до 25 кГц

Требования к габаритам испытательной системы
● Общая высота системы: ≤2 м
● Ширина шкафа: ≤1,7 м

Испытательное решение

Была выбрана высокопроизводительная электронная нагрузка высокой мощности серии N69200. Использование данного оборудования позволило в полной мере удовлетворить требования заказчика благодаря поддержке высокого напряжения, высокой плотности мощности, а также высокой скорости и точности работы.

Возможность работы с высоковольтной нагрузкой
Серия N69200 поддерживает уникальные для мирового рынка режимы испытаний нагрузкой сверхвысокого напряжения (1600 В / 2400 В), что позволяет удовлетворить требования заказчиков к тестированию систем постоянного тока высокого напряжения (HVDC) на 1500 В.

Высокая плотность мощности
Благодаря высокой плотности мощности (5 кВт в корпусе высотой 3U) поставляемая система отличается компактными габаритами:
● высота шкафа ≤ 2 м
● ширина шкафа ≤ 1,2 м
Это позволяет существенно сократить требования к площади, необходимой для размещения испытательного оборудования на объекте заказчика.

Высокое быстродействие и точность
Поддерживается динамическая нагрузка по току с частотой 30 кГц. Трехдиапазонная система измерения тока обеспечивает точность измерений до:
0,04% + 0,04% от полной шкалы (F.S.)
Система отвечает требованиям к высокоскоростной имитации динамической нагрузки.

Пример 3: Тестирование модулей электропитания (Power Shelf)

Информация о заказчике
Заказчик C занимает первое место на рынке серверов Китая по объему продаж серверов отечественного производства. Компания удерживает лидирующие позиции в отрасли и реализует стратегические инициативы в таких сферах, как вычислительная инфраструктура, решения для цифровой трансформации и интеллектуальные энергетические системы.

Требования к тестированию
Заказчику требовалось провести нагрузочное тестирование модулей электропитания (Power Shelf) в режиме низкого напряжения и высокого тока.
Основная сложность заключалась в обеспечении непрерывной нагрузки током 2000 А при низком напряжении с одновременным контролем падения напряжения, нагрева мест соединений и рисков срабатывания систем защиты.

Низкое напряжение и высокий ток
● Выходное напряжение: 49–51 В
● Максимальный выходной ток: 1800 А
● Требуется быстрое реагирование системы на изменение тока

Безопасность и надежность
● Надежная система терморегулирования
● Встроенные функции защиты от перенапряжения (OVP), перегрузки по току (OCP) и перегрева (OTP)

Эффективное использование пространства
Минимизация занимаемой оборудованием площади и экономия места в зоне тестирования.

Решение для тестирования

Была предоставлена ​​мощная электронная нагрузка N69220-150-2000, отличающаяся высокой скоростью работы, надежностью, безопасностью и высокой плотностью мощности, что идеально соответствует требованиям заказчика к тестированию низковольтных силовых модулей (Power Shelf), рассчитанных на высокие токи.

Нагрузочное тестирование в режиме низкого напряжения и высокого тока

Выбранная электронная нагрузка поддерживает ток до 2000 А, что полностью соответствует условиям испытаний заказчика.
При этом устройство обеспечивает быстрое реагирование на изменение тока (с быстродействием на уровне микросекунд), отвечая требованиям к динамическому нагрузочному тестированию модулей систем электропитания (Power Shelf).

Комплексная система защиты

Оборудование имеет конструкцию с воздушным охлаждением и оснащено встроенными системами защиты:
● OVP (защита от перенапряжения)
● OCP (защита от перегрузки по току)
● OPP (защита от перегрузки по мощности)
● OTP (защита от перегрева)
Это повышает безопасность системы и стабильность ее работы.

Высокая плотность мощности

Устройство отличается высокой плотностью мощности (6 кВт в форм-факторе 3U), выполнено в виде модуля для установки в стойку (стандартная ширина 19 дюймов) и позволяет существенно сократить занимаемое оборудованием пространство при проведении испытаний.

Обеспечение будущего инфраструктуры электропитания для ИИ с помощью передовых методов тестирования

Будь то передовые исследования архитектур высоковольтного постоянного тока (HVDC) с напряжением 800 В, всесторонняя проверка систем электропитания мощностью в сотни киловатт или сложная задача тестирования низковольтных силовых модулей (Power Shelf) с высокими рабочими токами — любые инновации в области электропитания для инфраструктуры центров обработки данных (AIDC) опираются на передовые технологии контрольно-измерительного оборудования.

В условиях таких вызовов, как сверхвысокое напряжение, необходимость сверхбыстрого динамического отклика и высокая плотность интеграции компонентов (обусловленные стремлением к сочетанию высокой вычислительной мощности и энергоэффективности), высокопроизводительные электронные нагрузки большой мощности играют ключевую роль. Благодаря таким преимуществам, как высокая удельная мощность, быстродействие и способность работать с высоким напряжением, они помогли ведущим компаниям отрасли преодолеть критический разрыв между этапом разработки и коммерческим внедрением продукции.

В дальнейшем компания продолжит углублять свою экспертизу в области тестирования силовой электроники и предлагать еще более точные и надежные решения, помогая клиентам получить конкурентное преимущество при разработке технологий электропитания нового поколения для систем искусственного интеллекта.