为什么说48V供电架构是下一步重要方向
前面我们介绍了数据中心UPS发展趋势及其应用场景,我们认为目前第一阶段的大机房层面传统UPS架构和第二阶段的微模块层面半分布式UPS发展都已经比较清晰了,但是这些架构在服务器前面都或多或少存在UPS这一级(不管是交流UPS、240V/380V高压直流,还是市电+UPS等),效率以及成本都不够优。因此市电直供技术,或者说采用市电直接给服务器等IT设备供电,并做好市电掉电下的保护应该是数据中心供电技术下一步的发展方向。加上整机柜技术的快速发展,我们认为将这两者将会有机结合在一起,即前面所论述的采用市电供电电源插框,加上插框内置掉电保护的电池BBU方案会是下一步发展的方向。
那么现在问题来了,整机柜采用市电直供技术,其直流母排电压到底该采用现成的传统12V母排架构,还是可以规划一下48V的创新架构?我们将从下面的七八个方面分别做两种技术路线的比较。
1、从未来机柜功率密度增长情况上比较
随着数据中心技术发展,以及IT设备计算能力的不断提升,数据中心单机柜的功率密度从过去的几个千瓦,到现在的近十个千瓦,以及已经出现的十几千瓦机柜,因此未来的单机柜功率密度很有可能会达到二三十个千瓦以上。因此这种情况下整机柜如果继续采用12V母排,电流会高达两三千安培以上,不管是铜排的压降、损耗、结构、散热、价格等等,都会是很大的挑战;反之,如果采用48V的母线架构,根据非常成熟的48V通信电源市场经验,前面12V的这些挑战都不是问题,而且功率扩展能力有望可以升级到30-40KW的单机柜密度,可以实现较远期的规划,因此48V架构从单机柜功率密度增加方面有很大潜力。
2、从母线损耗上比较
如前面估算,如果12V架构下母线电流达到两三千安培,那么即便是小到1毫欧的接触电阻或者线路阻抗下母排损耗都可以达到4、5个千瓦以上,即便采用多个电源插框或者多根母线来分摊电流减少损耗,那么不管是总体成本、空间占用、铜消耗、以及能耗等方面都非常大;反之,如果采用48V的母线架构,电流减少为原来的四分之一,则母线损耗降低为原来的十六分之一,可以大大降低母线损耗和发热风险。