电子发烧友网络报道(文/李成)随着行业数字化转型，通信基站和数据中心数量逐渐增多，能源压力越来越紧张。根据相关数据，预计到2025年，通信站数量将增加到7000万个，年用电量将超过6700亿千瓦时。数据中心将增加到2400万个机架，年耗电量超过9500亿千瓦时。上亿的用电量让人陷入沉思。在“双碳”背景下，节能减排成为全人类的共同目标，也掀起了各行业的能源革命。

以通信业务起家的华为，在通信基站和服务器领域都有布局。秉承“极简、绿色、智能、安全”的理念，推出了多款服务器用电源产品。

来源：华为

近日，博主@冀魂发布了一段关于权力拆解的视频，深深吸引了。拆解的是华为的钛级3000瓦氮化镓服务器电源。据博主介绍，这款电源型号是PAC3000S12-T1，是华为几年前的产品。电源的功率密度极高，系统转换效率高达96%。

浅看元器件布局，揭露高功率密度的秘密

后台参数来源：@机器灵魂

通过查阅相关资料发现，华为有很多有用的服务器电源产品，输出电压均为12V，输出功率在900W到3000W之间，封装尺寸为68mm x 183mm x 40.5mm，相比行业平均的265mm，183mm的长度要短很多，体积控制在490.62mm3，因此功率密度高达6.114W/mm3。然而，常规消费级氮化镓电源的功率密度仅为1.1W/mm3。即使与专用服务器电源相比，该电源的功率密度也提高了50%以上。它还支持90 ~ 264伏DC电压和180 ~ 300伏交流电压输入和12.3伏/243.9安输出。

左：输出功率不同的三种电源内部对比右：电源输出来源：@机魂

PAC3000S12-T1如何实现高达6.114W/mm3的功率密度？通过以上三款华为服务器电源的内部对比，发现这三款底层PCB尺寸相同，900W和1200W电源内部空间似乎比较充裕，都连接了较大的铝基散热板，增强了电源系统的散热性能。但3000W电源取消了散热板的设计，采用PCB板的水平和垂直拼接，最大限度地提高了有限的空间利用率，元器件齐全。在电源的输出端，也采用了MLCC电容叠焊的设计。总的来说，这种电源非常紧凑。

顶视图来源：@机器之魂

由于该电源内部空间有限，设计师尽可能为其他元器件预留了足够的空间，整体设计了两个PFC电感，共用一套磁芯，密封在一起。这也是高功率密度的表现。

从这个电源的外观和组件布局来看，虽然它非常紧凑

，但是一点不乱，这也体现了华为PCB设计工程师水平之高，既要考虑元器件布局时的电磁兼容问题，又要考虑如何布局才能使电源体积更小，仅在这一部分就花费了不少的心血。

深入电源内部，了解电源框架与用料

在系统电路方面，这款3000W服务器电源采用了PFC+LLC的电源架构。这款电源采用的PFC拓扑为交错式图腾柱PFC，图腾柱PFC是一种新的PFC形式，是目前已知的电路拓扑中使用组件最少的，与传统PFC拓扑相比，导通损耗更低、转换效率更高。

图源：@机魂

在图腾柱PFC部分共采用了12颗MOSFET，其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET，据博主推测这8颗氮化镓MOSFET为GaN Systems的GS66516T 650V增强型氮化镓MOSFET，采用了低电感的GaNPX®封装，导通电阻仅为25mΩ。低频桥臂使用了导通电阻为28mΩ的4颗硅基MOSFET，型号为英飞凌的IPT60R028G7 最大导通电压为650V，这些MOSFET都是通过两两并联，互相交错连接的。PFC主控芯片为ST专门针对数字电源转换应用的STM32F334。

图源：@机魂

LLC电路采用的是LLC谐振半桥结构，使用了4颗与PFC电路同型号的氮化镓MOSFET。辅助电源使用的是英飞凌的准谐振反激 PWM 控制器ICE2QR2280G，这款控制器具备了数字频率降低功能，能够在负载减小时保证运行的稳定性，同时在转换效率和抗电磁干扰方面均有不错的表现。12V输出使用的是东芝的N沟道MOSFET，导通电阻仅为0.41mΩ。

通过拆解发现，华为的这款电源用料十足，共堆了12颗氮化镓MOSFET，GS66516T在元器件交易平台的售价显示为275元每颗，仅仅12颗氮化镓MOSFET总价值就达到了3300元，华为的堆料能力真的是把小编给折服了，严重怀疑设计师在设计这款电源时没有考虑成本。

散热与效率

电源在工作时会持续发热，随着温度的升高，电源的性能也会受到影响，电源组件寿命也会缩短，最终可能导致系统故障。因此电源的热管理十分关键。

图源：@机魂

通过电源拆解发现，电源内部竟没有安装散热片，散热全靠电源输入端旁的12V/4A的风扇完成，该风扇在满转速的情况下可达4W转，毕竟这款电源输出功率高达3000W，产生的热量不可小觑。但是不足之处就是在大转速下，风扇的声音也会很大。

下“重本”的电源效率为何仅有96%呢？由于散热采用的是12V/4A的风扇，在运行状态下风扇的损耗是很大的。以及由于输出电流高达243.9A，因此在同步整流环节的导通损耗非常高，同时，当243.9A大电流经过变压器时也会产生很高的铜损。这三个方面的损耗是这款电源的效率提不上去的主要原因。

结语

虽说这是一款几年前的产品，但在大功率、高密度、高效率方面都能够满足现在服务器电源的发展需求，再加上错落有致的元器件布局，可以看出华为的研发团队还是相当有实力的。