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支持边缘运算 AI 工业电脑的电源方案与实现

03

Oct

#Technical Article#AC-DC Power Supply#DC-DC Converter#Industrial / ITE#Ultra-wide Input Range#Baseplate-cooling / Fanless

 

 

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      AI 已经从大型服务器逐步发展到更贴近日常生活的应用,包括工厂自动化、铁路、无人系统、环境监测、医疗健康以及教育等。计算架构由集中式服务器向边缘节点转移,实时数据处理、低延迟响应及本地化运算的优势愈发突出,从而推动了对高性能、紧凑型边缘设备的需求。

 

      不同于数据中心,本地化环境更为复杂,对电源解决方案要求更高。对于无风扇系统,或在系统板优先考虑气流的情况下,电源必须体积紧凑,同时能够在高温下提供稳定的大功率输出。

 

      随着 AI 应用对高性能计算和多样化部署需求的不断增长,幸康的电源解决方案聚焦于以下几个关键应用:

      1. 多功能运行

      2. EMC 合规

      3. 高可靠性

      4. 高效率

      5. 紧凑尺寸及易于安装

 

      在多功能操作方面,幸康为 IPC 应用提供多种解决方案。例如:54V~56VDC 的 PoE+ 模块、支持交流和直流输入的双输入设计、支持电流共享或冗余配置等。针对严苛的宽温环境,大多数产品采用底板散热设计,使设计人员能够将更多的热管理能力分配给主系统。

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      如上图,IPC 金属机箱为电源提供更大的散热面积。幸康采用底板散热设计的电源,当牢固安装在大面积金属机箱上时,其性能将优于产品数据手册中列出的降额规格。

 

      例如:下图显示CQB100W8-36S(输入电压:9~75V,8:1 比率)与 QBT210 散热片结合时的功率降额曲线。在无风扇条件下,该 DC-DC 转换器在约 40℃ 时可输出 100W(满载)。当气流达到 400 英尺/分钟时,它可在超过 80℃ 的环境下满载运行。

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     如前所述,如果系统的金属机箱面积大于电源的标准散热片,将有助于在严苛环境下实现无风扇运行。同时,这也使得风扇辅助应用在高温环境下以更低气流运行。

 

      当系统优先考虑风扇为主板散热时,幸康采用底板散热设计的电源相比标准L型或 U 型支架电源(其散热片尺寸通常受安全认证限制)具有显著优势。该设计通过底板将热量传导至金属机箱,再由气流带走,从而保证更稳定可靠的电源质量。

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幸康工业级电源具备 IEC、EN 和 UL 认证,高可靠性,宽温运行能力及宽输入电压。全系列产品均经过 MIL-STD-810F冲击和振动测试,并通过 CE认证。针对 EMI,所有交流电源产品均通过 B 类传导与辐射测试。相关的 EMC 指南和测试信息可参见直流砖型应用说明。

 

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如上图,展示边缘 AI 相关的应用领域及对应的幸康电源解决方案

 

近期幸康推出的适用于边缘 AI 相关应用的新型直流/直流转换器:

符合工业电源设计标准,宽输入电压范围支持多种市场应用,也加快整体系统设计进程。

 

新型超宽输入直流/直流转换器:

功率 型号 输入电压 效率 (%) 工作壳温 输入/输出隔离
40W ECB40W18 8.5 - 160V
(18:1)
90 -40 - 105℃ 3000Vac
150W CQB150W14 12 - 160V
(14:1)
90.5 -40 - 105℃ 3000Vac
100W CQB100W8 9 - 75V
(8:1)
91 -40 - 105℃ 3000Vac
150W CQB150W8 9 - 75V
(8:1)
91 -40 - 105℃ 3000Vac

幸康提供一份 EMI 测试应用说明。以 CQB100W8 为例,该应用说明提供符合 EN55032 B 类标准所需的推荐外部电路和测试细节。这一指导可帮助用户方便、快速地开展测试工作。

 

EMI 与传导噪声符合 EN 55032 B 类规格

测试条件:输入电压:36VDC,输出负载:满载

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新型内置 EMI 整体解决方案:

功率 型号 输入电压 效率 (%) 工作壳温 输入/输出隔离
100W CRT100W12-72S 14.4 - 160V
(12:1)
92 -40 - 90℃ 3000Vac

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近期幸康推出的适用于边缘 AI 相关应用的新型交流/直流电源产品:

高功率密度、体积紧凑,并提供多种安装选项

 

新型 ITE/工业及医疗用底板散热交流/直流电源

功率 型号 输入电压 效率 (%) 工作壳温 输入/输出隔离
200W LFM200S/M 85 - 264Vac
115 - 370Vdc
94 -40 - 90℃ 4250Vac
300W LFM300S/M 85 - 264Vac 94 -40 - 90℃
420W LFM420S/M 85 - 264Vac
120 - 370Vdc
94.5 -40 - 85℃
550W LFM550S/M 94 -40 - 90℃

LFM系列高度为 1 英寸。用于机壳安装时,通过孔适用于厚金属机壳,而螺纹孔则适用于无预制螺纹的薄金属机壳。该系列所有产品均通过 B 类 EMI 传导和辐射合规认证。

 

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新型交流/直流砖型电源(内置 EMI 整体解决方案)

功率 型号 输入电压 效率 (%) 工作壳温 输入/输出隔离
150W CBM150S 90 - 264Vac
120 - 370Vdc
93 -40 - 90℃ 3000Vac

交流/直流输入,高度低于 1 英寸,内置 EMI 保护,并通过 B 类 EMI 传导与辐射认证,按规格无需额外的外部 EMI 措施。

 

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      边缘计算通常用于远程数据整合与分析、铁路监控、工业物联网、远程监控以及智慧城市。物联网市场还涵盖医疗、智能交通、仓储物流、自动化工厂、远程控制及机器人等领域。边缘 AI 提升数据整合的效率和准确性,是未来几年这些应用市场的重要发展趋势。庞大的市场需求与系统升级,也为终端产品带来各种挑战。

 

      幸康在严苛的无风扇应用领域拥有丰富经验,并在边缘 AI IPC 市场赢得高度认可。其电源产品具有工业级设计、宽输入与宽温范围、体积紧凑、高效率、高隔离与耐压、EMC 合规,以及在极端环境下的稳定运行。直流/直流产品系列涵盖 DIP-4 到全砖类型,交流/直流产品系列从 4W(3.9 × 1.9 × 1.8 cm)一直到千瓦级功率,能够满足大多数终端设备和系统的运行需求。

 

联系方式以获取更多支持:  sales@cincon.com

 

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