AI服务器电源 DC-DC PSU开关工况SOA分析全面测试方案

      AI服务器电源 DC-DC PSU开关工况SOA分析全面测试方案。

一、安全作业区

      开关晶体管的安全工作区（SOA）定义了在给定电压下可安全流过晶体管的电流。SOA 通常在 BJT、MOSFET 或 IGBT 开关晶体管的数据表中定义。它表示为 VCE（对于 FET，则为 VDS）相对于 ICE（或 IDS）的图，并描述了晶体管可以在不劣化或损坏的情况下工作的范围。

二、电源分析软件

      电源分析软件可将 SOA 从设备数据表传输到示波器。然后，您可以根据电源设计不断变化的运行条件，测量实际电路中的设备上的电压和电流。示波器记录 V-I 图，并可指示是否有任何参数超出 SOA 范围。

三、AI服务器电源 DC-DC PSU开关工况SOA分析全面测试方案

1、‌硬件连接‌

    使用‌高压差分探头‌测量MOSFET的‌Vds电压‌，‌电流探头‌测量‌漏极电流‌，分别接入示波器两个通道。确保探头地线可靠连接，避免浮地测量导致短路风险。‌‌

2、‌参数配置‌

     进入示波器的‌电源分析‌菜单，选择‌SOA（安全工作区）‌功能。 设置电压、电流通道，并根据器件数据手册输入‌电压限制、电流限制和功率限制‌参数，示波器将自动生成SOA边界。

     若使用传统示波器（无SOA插件），可采集电压/电流波形后，通过‌XY模式‌绘制Vds-Id曲线，并与规格书SOA曲线对比。‌‌

3、‌校准与测试‌

     执行‌时滞校准‌，消除电压/电流探头间的传播延迟差异，确保功率计算准确。启动测试后，示波器实时采集电压/电流数据并在SOA图上打点，超出安全区时可通过‌停止运行、声音提示或保存截图‌报警。

     测试完成后可导出报表，生成测试报告。‌‌

四、固态变压器SST AI服务器电源功能全面测试方案、固态变压器SST全⾯测试⽅案及配套测试仪器、固态变压器超高压安规测试解决方案、SiC/GaN双脉冲 测试、环路响应测试、纹波测试（了解详情可致电或咨询在线客服）

五、SST固态变压器服务器电源PSU Rectifier测试方案

      服务器的稳定运行仰赖高效能与高可靠度的电源供应器（PSU）。其核心功能是将来自电网的交流电（AC）转换为服务器运作所需的24V/48V直流电（DC）。依据M-CRPS、OCPORV3测试指南，直流电子负载63200A系列可满足测试PSU规格与效能的要求。尤其针对测试PSU的瞬间功率及动态电流，电子负载63200A的高速动态特性更是适合。针对服务器电源PSU提供完整的测试方案，透过自动化测试流程与编程测试项目，验证PSU在实际应用中的性能与可靠度，确保其满足高标准的运行需求。相关测试设备与系统架构建议如下：

（一）SST固态变压器服务器电源PSU Rectifier测试设备

(1)直流电子负载

1、功率范围：100Wx2(双通道)，300W &400W

2、动态负载频率（50Hz-50kHz）自动扫瞄功能

(2)大功率直流电子负载

1、额定功率:2kW/3kW/4kW/5kW/6kW/8kW/10kW/12kW/15kW/18kW/20kW/24kW

2、电压范围：60V/150V/600V/1200V

(3)直流电源供应器

1、功率范围：600W/1200W/2400W/5000W

     电压范围：30V/80V/100V/600V

2、具有10组可程式控制及100个步骤设定电压/电流/8 bitTTL讯号输出

(4)电网模拟电源

1、输出特性: 500VA-18kVA/1 or 3-phase (61509)

2、电源干扰模拟、谐波、次谐波合成功能

(5)回收式电网模拟电源

1、输出特性:9kW-105kW /1or 3-phase

2、可并联扩充到1.47MW的大功率

(6)数位功率表

1、电压量测范围：15Vrms-600Vrms（6档位）

2、电流量测范围:0.005/0.02/0.05/0.2/0.5/2/5/20/30Arms

3、DCCT大电流（选配）

电源自动测试系统

（二）电网模拟器应用于AI服务器ITIC测试

      随着AI技术的快速发展，AI服务器已经成为现代数据处理的核心工具。根据彭博新闻的报导【1】，AI产业预计在2032年将达到1.3兆美元的市场规模。然而，随着数据中心建设成本的增加，许多企业选择将数据中心从市区扩建到郊区。郊区的基础设施相对较为不好，导致当地的电力供应稳定性远低于市区。这样的不稳定性有时会导致数据中心的电力瞬断。因此，许多数据中心都配置了不间断电源系统（UPS）、太阳能发电系统、燃料电池等备用电源，以确保即使外部电力不稳，也能保持稳定运行。

      为了进一步提升数据中心的电力稳定性，服务器电源的抗电力异常能力变得非常关键。如何确保服务器在不稳定的电力环境中仍能稳定运行，成为服务器电源制造商必须解决的首要问题。如图一所示，信息科技产业委员会（ITI，前身为CBEMA）于2000年更新了ITIC曲线(ITICurve）【2】，该曲线描述了资通讯设备在面对电压异常（包括稳态和瞬时条件）时的耐受能力。过去，这个标准已被广泛用于资通讯设备测试，而现在也逐渐被服务器电源制造商纳入测试范畴，用以应对电力不稳定时的验证项目。

      ITIC曲线描述了服务器电源在面对电压异常（包括稳态和暂态条件）时的耐受能力。大多数ITIC测试条件（如黄色和绿色区域的测试点）对于测试设备来说相对容易达成·然而，红色区域中的500%电压突波测试是非常有挑战性的。61800-100实现了峰值电压过1.9kV(277Vacx5 x1.414）并维持了200微秒。  

ITI (CBEMA) Curve

      ITIC曲线的测试项目包括不同电压水平和持续时间的测试。例如，当AC电压突然上升至140%时，要求电压需维持3毫秒；当电压下降至70%时，则需维持20毫秒。这些测试模拟了现实中可能遇到的各种情况，包括短暂断电、欠压，甚至500%电压突波等情况。ITIC曲线因此成为验证服务器电源稳定性的重要工具。

      大多数ITIC测试条件（如黄色和绿色区域的测试点）对于的测试设备来说相对容易达成，然而，红色区域中的500%电压突波测试是非常有挑战性的。为了帮助用户加速产品开发和验证过程，在本文采用105kVA的电网仿真器61800-100来进行模拟测试。如图二所示，61800-100实现了峰值电压达1.9kV【3】的电压并维持了200微秒。如果希望通过ITIC曲线测试来提高电子产品的稳定性。

【3】500%电压的峰值电压=有效值*500%＊1.414，以277Vac有效值来计算，可得峰值电压为277*5*1.414=1958Vpeak