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数据中心供电模块发展与测试

从传统配电到智能供电系统的技术演进与测试标准

一、发展历程

1.1 IDC机房配电阶段

前期机房(1960-1980年)

民用级插座配电,服务器密度低,无精密温控

中期机房(1960-1980年)

普通PDU出现,适配不同服务器接口

后期机房(1990~2000年)

机架式电源分配单元,支持模块化机柜

现代机房(21世纪)

智能PDU,具备远程监控、电压/电流/功率监测功能

1.2 技术演进

传统UPS架构

AC-DC-AC转换,支持单机柜10-15kW

HVDC技术

取消逆变环节,效率提升4%,支持40-100kW/机柜

巴拿马电源

集成变压器与电源模块,效率达97.5%,节省占地36%

800V HVDC(2025年最新)

支持1MW/机柜,铜耗降低45%,NVIDIA与台达等厂商联合推动

二、国内外标准

2.1 国内标准

标准编号 名称 核心内容
GB 50174-2017 《数据中心设计规范》 机房分级(A/B/C)、供配电可靠性要求
GB 43630-2023 《塔式和机架式服务器能效限定值及能效等级》 2类服务器3级能效等级
YD/T 3983-2021 《数据中心液冷服务器系统能源使用效率技术要求和测试方法》 液冷系统能效比计算方法

2.2 国际标准

标准编号 名称 核心内容
IEC 62040:2017 《不间断电源系统》 UPS性能与安全要求
ISO/IEC 22237-3:2024 《信息技术 数据中心设施与基础设施 第3部分:电力分配》 电力系统设计、配置管理、安全性和可靠性要求
80 PLUS Ruby 红宝石能效等级认证(目前最高等级的电源效率认证标准) 230V下50%负载效率≥96.5%(2025年)

三、EMC测试

3.1 EMI测试

传导发射(CE):150kHz-30MHz,可使用屏蔽室测试

辐射发射(RE):30MHz-6GHz,使用电波暗室测试

谐波电流:IEC 61000-3-2/3,限制电网谐波污染

3.2 EMS测试

测试项目 标准 等级
静电放电(ESD)

IEC 61000-4-2:2025

GB/T 17626.2-2018

接触2kV~8kV,空气2kV~15kV
电快速瞬变(EFT)

IEC 61000-4-4:2012

GB/T 17626.4-2018

电源端口0.5kV~4kV
浪涌抗扰度

IEC 61000-4-5:2014

GB/T 17626.5-2019

电源端口共模0.5kV~2kV

电压暂降、 短时中断和电压变化抗扰度

IEC 61000-4-11:2020

GB/T 17626.11-2023

电压暂降:如20%压降,持续250周期(5000ms)

短时中断:持续250周期(5000ms)

电压变化:30%压降,电压降低后维持1周期(20ms),电压上升时间为25周期(500ms)

四、电性能测试

4.1 测试项目

电气参数测试

输出电压/电流/功率等电气参数测量

效率测试

不同负载下的转换效率(20%/50%/100%负载)

电压稳定性

负载变化时输出电压波动

短路/过载/过温能力

超出额定条件下运行,设备不损坏且具备保护功能

绝缘电阻测试

输入/输出/接地的电阻

......

可联系我司咨询

4.2 测试设备

PTS系列电性能测试系统

电压/电流测试、输出上升/下降波形测试、瞬时电压/反应时间测试、短路/过电压保护测试......

GtestWorks自动化测试平台

自动化、多标准、远程参数配置、测试控制与数据导出

五、测试必要性

1、可靠性保障

避免因电磁干扰导致设备宕机

2、能效合规

满足GB 43630-2023等标准要求

3、成本优化

通过效率测试筛选高效电源,降低数据中心运营成本

注:部分内容参考自中国能源报、电子设计应用等权威渠道

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