永铭丨1U AI 服务器电源设计的突破：电容小型化如何不翻车？

发布时间：2026-01-12 10:30
作者：AMEYA360
来源：永铭
阅读量：230

　　随着AI算力需求不断增长，服务器电源的设计面临着前所未有的挑战。在1U高度的服务器电源设计中，如何满足高功率密度、高负载稳定性，并且在有限的空间内做到小型化，一直是工程师们亟待解决的问题。

永铭丨1U AI 服务器电源设计的突破：电容小型化如何不翻车？

　　1U电源设计：电容成为小型化的核心限制因素

　　在1U AI 服务器设计的高功率密度电源方案中，电容器往往是最难压缩的元件之一。即便GaN等新型功率器件不断提高开关频率与效率，服务器的体积和散热空间却没有同步放宽。

　　在这一设计中，电容不仅仅是配套元件，而是直接决定电源方案能否成功的关键因素。

　　1. 电容小型化面临的挑战

　　在实际的AI 服务器电源项目中，工程师通常要面对以下挑战：

　　· 功率密度提升

　　· 电源模块体积压缩 50% 以上

　　· 长期高温下稳定运行，105℃工作环境

　　· 高纹波电流承受能力，长期高负载运行

　　· 容量衰减可控，保持系统稳定性

　　在这些要求下，电容的尺寸压缩直接影响整个系统的设计。更小的电容体积意味着容量和纹波电流能力可能无法同时满足需求，这给设计带来了极大的挑战。

　　2. GaN 电源的优势与对电容要求的提升

　　随着GaN(氮化镓)技术的引入，电源开关频率、效率和体积得到了提升，但这也对电容器的性能要求提出了更高的标准。

　　对于GaN电源而言，电容器不仅需要具备更高的容量密度，还需要承受更大的纹波电流和更长的使用寿命，以确保系统的稳定性。

　　永铭IDC3系列电容，解决高功率密度电源方案的核心难题

　　为了应对这些挑战，永铭电子推出了IDC3系列液态铝电解电容，专为 GaN AI服务器电源设计。这款电容的核心优势是高容量密度与高纹波电流承载能力，能够在高温、高负载的严苛环境下稳定运行，成为高功率密度电源设计中的“关键一环”。

　　产品信息

　　系列：IDC3

　　规格：450V / 1400μF

　　尺寸：30 × 70 mm

　　结构形式：牛角型液态铝电解电容

　　1.电容小型化的“底层能力”——容量密度提升70%

　　IDC3 系列电容在容量密度上的提升让我们能够在不增加体积的前提下，提供更高的容量和纹波电流承载能力。与日系同类产品相比，IDC3 系列的容量密度提升了70.7%，从13.64μF/cm³提升到23.29 μF/cm³。这使得电源模块体积可以缩小约 55%，并且不影响性能稳定性。

　　2.长期高负载运行中的稳定性：纹波电流和高温寿命

　　在高负载、高温环境下，电容的稳定性至关重要。IDC3 系列电容能够承受高纹波电流(19A)，有效减少并联电容数量，优化电源布局，降低局部热堆积风险。

　　此外，在 105℃ 的工作温度下，IDC3的寿命大于3000小时，并且容量衰减控制在8%以内，确保在长期运行中仍能维持稳定的电源性能。

　　3.系统级的收益：不仅仅是电容的优化

　　在 纳微(Navitas)氮化镓 AI 服务器电源方案 中，IDC3 系列电容的引入带来了以下多方面的改进：电源效率提升1%~2%、系统温升降低约10℃、电源模块体积大幅缩小。

　　这些优化最终带来了整个服务器系统的稳定性和长期可靠性，充分证明了电容在高功率密度电源设计中的核心地位。

　　结语：电容在1U AI服务器电源设计中的关键作用

　　在高功率密度与高负载并存的1U AI 服务器电源设计中，电容不仅仅是一个元件，更是决定电源能否长期稳定运行的“关键一环”。

　　永铭IDC3 系列电容，凭借其优越的容量密度、纹波电流承载能力和高温稳定性，成为了AI服务器电源设计中的重要助力。


（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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永铭高容量密度固态电容解决方案： 以四大核心优势，破解智能数码电源设计困境

　　不知身为电源工程师的您，是否在调试PD快充适配器、移动电源样机时，反复遭遇以下场景?满载时电容发热、待机功耗居高不下、PCB 空间不够、滤波容量总觉不足。　　本文将以永铭VPX/VPT/VP4/NPX 系列高容量密度固态电容为例，结合详实测试数据与典型案例，进行一次深度技术剖析，看它如何系统性解决这些设计痛点。　　超低ESR　　根治“发热元凶”，从数据看温升优化　　痛点根源：以65W GaN PD 快充适配器为例，若使用ESR 40mΩ的普通固态电容承载2A纹波电流，单颗损耗达0.16W，在密闭空间内导致核心温度超85℃。　　永铭方案：高电导率聚合物与优化的电极结构，降低离子迁移阻力。　　实测数据：永铭 VPX 系列ESR低至20mΩ@100kHz。同等条件下，损耗降至0.08W，发热量直接减半。回流焊前后测试数据显示，其ESR变化率整体控制在15%以内，展现优异的热稳定性。　　设计价值：为高功率密度电源提供从根源上“降温”的方案，直接提升系统效率与长期可靠性。　　图1：超低ESR固态电容选型推荐表　　超低漏电流　　攻克“静态功耗”，用数据验证待机优化　　痛点根源：便携设备中，即便主控IC进入休眠，电容漏电流仍在持续消耗电池能量。　　永铭方案：“特种电解质+精密化成”双轨工艺，形成致密氧化层，抑制载流子迁移。　　实测数据：以VPX 25V 100μF规格为例，标准规定漏电流≤5.0μA。永铭对其10颗样品进行回流焊前后测试，焊前漏电流平均值为1.002μA，焊后为2.329μA，最大值(3.050μA)仍远低于标准上限(≤10μA)及行业常规水平(≤25μA)。　　设计价值：对于需常时待机的设备，永铭电容能有效遏制“电量隐形消耗”，是可测量、可验证的续航提升方案。　　应用案例：安克10000mA 30W快充自动线移动电源　　安克10000mAh自带线充电宝，内置1颗永铭VPX系列25V 100UF 6.3*5.8低漏电固态电容，该电容解决了以下痛点：　　1、大幅延长待机时间：有效降低设备静态功耗，使移动电源等产品真正做到“随取随用，电力持久”;　　2、提升系统可靠性：优良的回流焊后特性保证了批量生产中的一致性与稳定性，降低售后风险;　　3、增强产品竞争力：超低漏电流成为设备长续航能力的直接卖点，尤其适合高端移动电源。　　图2：超低漏电流固态电容选型推荐表　　薄型化　　破解“空间矛盾”，以案例展示布局革新　　痛点根源：PCB布局高度与布线密度矛盾激化，传统电解电容与MLCC阵列占用面积过大。　　永铭方案：全球最薄VP4系列(3.95mm)，并提供“一颗替代MLCC集群”的革新方案。　　图3：永铭固态电容VS陶瓷电容MLCC集群　　应用案例：安克14合1屏显桌面充电扩展坞　　该方案已成功应用于安克14合1屏显桌面充电扩展坞等产品，为其高密度互联与复杂功能实现提供了关键的空间支持。内置2颗永铭VPX 25V220μF 6.3*5.8贴片型固态电容以及2颗VPX 25V100μF 6.3*4.5贴片型电容。以常用规格100μF/25V为例，可解决以下痛点：　　永铭VPX尺寸仅为Φ6.3×4.5mm，较传统电容(Φ6.3×5.8mm)体积减少22%，高度降低1.3mm;空间利用率提升近3成，为电池扩容或新增功能模块释放关键空间;实现更优的布局灵活性与信号完整性。　　应用优势　　永铭超薄固态电容可显著提升高密度设计的空间利用率与系统性能，永铭超薄化固态电容为紧凑型电子设备带来可测量的提升，是实现高性能与极小尺寸并存的理想解决方案，可实现：　　1、释放设计空间：为更复杂的走线、额外的功能电路或改进的散热方案提供可能。　　2、增强性能选择：腾出的空间可用于提升系统整体性能、可靠性或增加新功能　　图4：薄型化固态电容选型推荐表　　高容量密度　　超越“体积限制”，凭参数实现功率跃升　　痛点根源：设备小型化与高性能需求矛盾，传统电容无法在有限空间提供足够滤波容量。　　永铭方案：纳米级高压阳极箔技术，提升单位体积容量。　　参数对比：　　VPX/VPT 25V 220μF：尺寸6.3*5.8mm，而同行同规格产品尺寸多为6.3*7.7mm。　　NPX 25V 470μF：尺寸5.5*12mm，而同行同容量产品尺寸多为6.3*15mm。　　终端验证：在拯救者PB9游戏本快充移动电源(应用VPX系列)和闪极170W赛博棱镜移动电源(应用VPX & VP4系列)等产品中，永铭高容量密度固态电容是其在紧凑空间内实现高功率输出和稳定性能的关键。　　应用案例：　　拯救者PB9游戏本快充移动电源，内置3颗永铭VPX 35V 100μF 6.3*5.8固态电容、1颗永铭VPX 25V 220μF 6.3*5.8固态电容以及6可永铭VPX 35V 47μF 6.3*4.5固态电容。　　闪极170W赛博棱镜移动电源，内置7颗永铭VPX 35V 100μF 6.3*5.8固态电容、1颗永铭VPX 25V 220μF 6.3*5.8固态电容以及2颗永铭VP4 35V 47μF 6.3*3.95固态电容。　　上述永铭电容的应用可解决如下痛点：　　1、核心优势：提升空间利用率：紧凑尺寸释放宝贵布局空间，为电池、散热模块或其他关键组件预留更多设计余量。　　2、增强电气性能：高容量密度有效优化滤波与储能效果，提升系统电压稳定性，尤其满足快充与高速电路的严苛需求。　　3、优化综合成本：减少电容并联数量，简化BOM清单，降低物料与管理成本。　　永铭电容助力客户实现更高功率密度与更简洁的布局，全面达成设计目标，成为高性能、高可靠性设计的优选解决方案。　　图5：高容量密度固态电容选型推荐表　　结语　　以上与永铭深度合作的行业标杆客户已充分印证了永铭解决方案的可靠性。而他们的选择并非个例，永铭的技术与品质也同样获得了以下众多知名品牌的信赖与应用，标志着永铭的产品在更广阔的市场中经受住了广泛验证：　　永铭电子始终秉承“电容应用，有困难找永铭”的市场服务理念。永铭电子通过持续的技术研发与工艺迭代，致力于提供综合性能顶尖的固态电容产品，旨在取代国际同行，成为全球电子行业值得信赖的头部电容品牌。选择永铭，不仅是选择一颗可靠的元器件，更是选择一位能够助力您产品在效率、续航、体积和可靠性上全面突破的战略伙伴。　　如您需要了解更多技术细节，您可联系AMEYA360或永铭获取针对性的产品选型支持。
2025-12-23 11:55 阅读量：372
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