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Mit dem rasanten Wachstum von Anwendungen im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) steigt auch der Bedarf an leistungsfähigen und zuverlässigen Rechenzentren. Moderne Server, KI-Beschleuniger und Netzwerkinfrastrukturen müssen rund um die Uhr verfügbar sein, wodurch unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme zu einem zentralen Bestandteil moderner Rechenzentrumsarchitekturen werden.

Eine weit verbreitete Lösung sind 48 V-Batterie-Notstromsysteme. Sie bieten eine effiziente und skalierbare Möglichkeit, die Stromversorgung bei Netzstörungen oder Stromausfällen aufrechtzuerhalten. Die Leistungsfähigkeit solcher Systeme hängt jedoch maßgeblich von den eingesetzten Komponenten in den Leistungswandlungsstufen ab, die für Gleichrichtung, Schalten, Laden und Schutz verantwortlich sind.

Durch den Einsatz moderner Halbleitertechnologien lassen h Leistungsverluste reduzieren, die thermische Belastung verringern und die Gesamtbetriebskosten von Rechenzentren nachhaltig senken.

Die Bedeutung effizienter Leistungswandlung

In 48 V-Notstromsystemen führt jede durch Leitungs- oder Schaltverluste verlorene Energie zu zusätzlichem Stromverbrauch und erhöhter Wärmeentwicklung. Dies beeinträchtigt nicht nur den Gesamtwirkungsgrad des Systems, sondern erhöht auch den Aufwand für Kühlung und Wärmemanagement.

Die Leistungswandlerstufen spielen daher eine entscheidende Rolle für die Effizienz moderner Stromversorgungssysteme. Die eingesetzten Bauelemente müssen geringe Verluste, schnelle Schaltvorgänge und eine hohe Robustheit gegenüber transienten Ereignissen gewährleisten – und das bei einem zuverlässigen Dauerbetrieb rund um die Uhr.

Für diese Anforderungen bietet Diotec Semiconductor ein umfangreiches Portfolio diskreter Leistungshalbleiter für Gleichrichter-, Schalt- und Schutzfunktionen in Ladegeräten und Leistungswandlern.

Geringere Sperrverzugsverluste durch Superfast-Recovery-Gleichrichter

Hochfrequente Schaltnetzteile benötigen Gleichrichter mit sehr kurzen Sperrerholzeiten, um Verluste während der Schaltvorgänge zu minimieren.

Der UFT800D Superfast-Recovery-Gleichrichter von Diotec wurde speziell für solche Anwendungen entwickelt. Mit einer Sperrerholzeit von weniger als 25 Nanosekunden reduziert er die Verluste während der Schaltübergänge und unterstützt einen effizienten Betrieb in hochfrequenten Gleichrichterstufen.

Wichtige Kenndaten:

• Sperrverzugszeit (trr): < 25 ns
• Wiederkehrende Spitzensperrspannung (VRRM): 200 V
• Durchschnittlicher Durchlassstrom (IFAV): 8 A

Dank seiner schnellen Schalteigenschaften und robusten elektrischen Kennwerte eignet sich der UFT800D hervorragend für moderne Leistungswandlungssysteme mit hohen Schaltfrequenzen.

Reduzierte Durchlassverluste durch optimierte Brückengleichrichter

Brückengleichrichter sind nach wie vor unverzichtbare Komponenten in AC/DC-Wandlungsstufen. Dabei beeinflusst insbesondere die Durchlassspannung direkt die Verlustleistung und damit den Gesamtwirkungsgrad eines Systems.

Der einphasige Brückengleichrichter GBI25J-LV wurde speziell auf geringe Durchlassverluste optimiert. Mit einer Durchlassspannung von weniger als 0,92 V bei 12,5 A ermöglicht er deutliche Effizienzsteigerungen gegenüber herkömmlichen Lösungen.

Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

• Durchlassspannung (VF): < 0,92 V bei 12,5 A
• Durchschnittlicher Durchlassstrom (IFAV): 25 A
• Wiederholbare Spitzensperrspannung (VRRM): 600 V
• Bis zu 20 % geringere Gesamt-Durchlassverluste gegenüber konventionellen Brückengleichrichtern
• Stoßstromfestigkeit bis 360 A

Die hohe Stoßstrombelastbarkeit bietet zusätzliche Sicherheitsreserven gegenüber Einschaltströmen und kurzzeitigen Überlastungen, wie sie in industriellen Stromversorgungen und Serveranwendungen häufig auftreten.

Höhere Schalteffizienz durch verbesserte Trench-MOSFETs

Mit steigenden Schaltfrequenzen und immer strengeren Anforderungen an den Wirkungsgrad gewinnen verbesserte Trench-MOSFETs zunehmend an Bedeutung.

Der DIW018N65 Advanced Trench MOSFET von Diotec kombiniert eine hohe Spannungsfestigkeit mit einem niedrigen Einschaltwiderstand und trägt dadurch zur Reduzierung von Leitungs- und Schaltverlusten bei.

Wesentliche Merkmale:

• Drain-Source-Spannung: 650 V
• Dauerstrom: 18 A
• Niedriger RDS(on): 180 mΩ
• Advanced-Trench-Technologie
• TO-247-Gehäuse

Gerade in Rechenzentren mit kontinuierlichem 24/7-Betrieb führen diese Effizienzvorteile zu einer spürbaren Senkung des Energieverbrauchs und der Betriebskosten.

Zuverlässiger Schutz vor Überspannungen und transienten Ereignissen

Neben einem hohen Wirkungsgrad spielt die Zuverlässigkeit eine entscheidende Rolle in modernen Rechenzentren. Spannungsspitzen, Schalttransienten und Netzstörungen können empfindliche Elektronik beeinträchtigen und die Systemverfügbarkeit gefährden.

TVS-Dioden (Transient Voltage Suppressors) bieten hier einen wirksamen Schutz vor schädlichen Überspannungen.

Die TVS-Dioden der 5.0SMCJ-Serie von Diotec zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:

• Spitzenimpulsleistung von 5000 W (10/1000-μs-Wellenform)
• Sehr schnelle Ansprechzeit
• Effektive Begrenzung von Überspannungen

Die Bauelemente werden typischerweise parallel zu AC-Eingängen oder DC-Versorgungsschienen eingesetzt. Sie absorbieren Spannungsspitzen innerhalb kürzester Zeit und verhindern, dass diese die nachgeschaltete 48-V-Leistungselektronik erreichen.

Dadurch tragen sie maßgeblich zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit und einem zuverlässigen Betrieb in anspruchsvollen Rechenzentrumsumgebungen bei.

Zukunftsichere 48-V-Notstromsysteme für KI-Anwendungen

Mit dem kontinuierlichen Ausbau von KI-Infrastrukturen steigen die Anforderungen an Effizienz, Wärmehaushalt und Zuverlässigkeit von Stromversorgungssystemen.

Durch die Kombination aus verlustarmen Brückengleichrichtern, Superfast-Recovery-Gleichrichtern, hocheffizienten verbesserten Trench-MOSFETs und schnell reagierenden TVS-Schutzbauelementen lassen sich 48 V-Notstromsysteme deutlich optimieren.

Die Vorteile im Überblick:

• Reduzierte Durchlassverluste
• Geringere Schaltverluste
• Höherer Gesamtwirkungsgrad
• Weniger Kühlaufwand
• Niedrigere Gesamtbetriebskosten
• Verbesserte Zuverlässigkeit
• Robuster Betrieb bei transienten Ereignissen

Während KI-Anwendungen und Rechenzentren weiterwachsen, werden moderne Leistungshalbleiter eine entscheidende Rolle dabei spielen, effiziente, zuverlässige und zukunftssichere Stromversorgungssysteme zu ermöglichen.

Weitere Informationen zum Portfolio von Diotec Semiconductor finden Sie unter diotec.com/all_products.