技術干貨
簡介
當前的數據中心電源解決方案的發展，正由AI算力的爆發式增長所驅動，AI模型訓練與推理對算力的渴求，正將數據中心的電力消耗推向新高，海量且激增的電力需求，是變革的根本動力，其核心趨勢是向更高壓、更高效、更集約化的架構演進。本文將為您介紹數據中心電源解決方案的發展，以及由Littelfuse推出的相關解決方案。
經歷深刻變革的數據中心供電架構
全球數據中心的電力需求正以驚人的增長速度，其中AI是主要推手，AI優化服務器的電力消耗快速增長，巨大的能耗使得電費占數據中心運營成本的五成以上，倒逼行業必須進行技術革新以提升能效。為了應對挑戰，數據中心的供電架構正經歷一場深刻的變革。
傳統的第一代供電架構采用UPS架構，其特點是單機柜功率僅為10-15kW，當前多數的數據中心則是采用第二代的48V架構，特點是支持單機柜功率40-100kW以上，通過415/480V AC交流母線供電。未來的第三代發展方向將采用高壓直流（HVDC）架構，核心采用±400V或800V的高壓直流電進行傳輸，優勢是通過“電源解耦+高壓直連”，支持單機柜600kW以上的功率密度，并大幅減少電力轉換環節的損耗。
當前的主流技術路線包括由谷歌、微軟等大型云服務商主導的±400V HVDC，預計2026年下半年起量產。還有由NVIDIA主導推動的800V HVDC，是面向更高功率密度和MW級需求，計劃在2027年與其新一代平臺同步推出。
為支撐HVDC架構，數據中心的物理布局和核心技術也在發生變化，其會將電源與計算分離，電源模塊從IT機柜中獨立出來，形成專門的“電源機柜”或“側邊柜（Sidecar）”，解決高功率下的空間、散熱和線損問題。此外，固態變壓器（SST）被視為終極方案，SST能直接將13-35kV的中壓交流電轉換為高壓直流電，系統效率可達98.5%，并能更好地與光伏、儲能等新能源整合。
新技術架構也推動了下游關鍵元器件和技術的升級，像是碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶功率半導體，因其在高壓、高頻下的卓越性能，成為實現高效電能轉換的核心。此外，服務器電源（PSU）的功率等級正從5.5kW向8-12kW甚至更高邁進，功率密度也在大幅提升。在散熱技術方面，高功率密度使得液冷成為必然選擇，液冷市場在2026年的增速預計高達104.8%。
881系列–Nano2?大電流超小型表面貼裝保險絲
為現代數據中心提供全鏈路配電與保護
解決方案
Littelfuse為現代數據中心提供了一整套從交流電網到服務器芯片的全鏈路配電與保護解決方案。其核心價值在于應對AI和高性能計算（HPC）帶來的高功率、高電壓、高可靠性挑戰，其解決方案覆蓋了從傳統400V AC/48V DC架構到向±400V DC，乃至下一代800V HVDC架構的演進路徑，其核心是提供一整套從電網到芯片的保護、控制與傳感產品，確保數據中心高效、安全、可持續地運行。Littelfuse的方案全面支持這三種架構，尤其針對超大規模AI數據中心設計的下一代800V HVDC架構提供了關鍵支持。
Littelfuse數據中心解決方案的核心應用領域涵蓋UPS與備用電池，Littelfuse在UPS系統中，提供從輸入到輸出的全鏈路保護，包括用于整流的IGBT和MOSFET、用于電池管理的溫度傳感器和保險絲等。在服務器與網絡設備方面，可為高密度服務器、交換機和存儲設備提供過流、過壓和靜電放電（ESD）保護，確保設備穩定運行。在配電與控制方面，可提供UL級保險絲、斷路器、浪涌保護裝置（SPD2）等，保障整個數據中心的電力分配系統的安全。
在電路保護產品類別上，Littelfuse提供隔離總線、輸入端口及轉換器故障的產品，提供過流、過壓、浪涌保護等功能的方案，采用金屬氧化物壓敏電阻（MOV）、氣體放電管（GDT）、瞬態電壓抑制（TVS）二極管等產品組合，來抵御雷擊和開關瞬變。在靜電放電（ESD）保護方面，可使用聚合物ESD抑制器、TVS二極管陣列等，保護高速數據端口免受靜電損害。代表系列／型號包括DCD、DCM、DCFM（用于高壓直流），以及871、456SD、881、708系列（用于48V及中間總線）保險絲。
此外，還有SMF、SMJD58CA、5.0SMDJ-FB系列（用于浪涌和尖峰抑制）TVS二極管、PolySwitch? PPTC（用于風扇等設備的過流／過熱保護）可復位器件，以及可實現高效的AC-DC和DC-DC電能轉換的功率半導體，像是650V/1200V系列（用于高壓開關）SiC MOSFET、650V/1200V系列（用于PFC和轉換器）的SiC肖特基二極管，與用于PFC和續流的快速恢復二極管。
在控制與驅動方面，Littelfuse可提供精確控制功率開關，管理上電浪涌，實現安全熱插拔，產品涵蓋IX4352NEAU（用于驅動SiC MOSFET）柵極驅動器，以及IXFT320N10T2、CPC3708ZTR（用于浪涌控制和負載切換）MOSFET。
在開關與傳感方面，可使用溫度傳感器監控關鍵部件溫度，Littelfuse提供可實現高壓回路通斷、狀態監測及接口保護功能的產品，包括接觸器繼電器（用于高壓預充電和斷開）、簧片傳感器與C&K?開關（用于機箱開閉狀態監測、以太網口保護），以提升運維安全。此外，在高效電能轉換方面，提供IGBT模塊、SiC MOSFET、柵極驅動器等功率半導體，用于實現高效的AC/DC和DC/DC轉換。
為滿足AI數據中心對高功率密度的極致追求，Littelfuse近期推出了多款創新產品，追求更小、更強、更智能，產品包括NANO2? 708系列保險絲，這是業界首款在緊湊的表面貼裝封裝中，實現80VDC下14,000A高分斷能力的保險絲，它支持60A至200A的額定電流，專為下一代48V AI服務器、超大規模數據中心和高密度配電系統設計。871系列表面貼裝保險絲則提供高達200A的額定電流，節省了PCB空間。此外，還有5.0SMDJ-FB TVS二極管系列，采用回折技術，與同類產品相比，箝位電壓降低15%。能更有效地保護數據中心服務器中日益敏感的DC/DC轉換器，且封裝兼容傳統型號，易于升級。
電源和備用電池框圖
針對電源供應與備用電池系統的
完整解決方案
Littelfuse針對電信、數據中心及蜂窩基站的電源供應與備用電池系統，也提供了一套完整的元器件解決方案。主要的技術與產品系列涵蓋電路保護方案，像是過流保護（保險絲）中的JLLN產品系列符合UL/IEC等第三方安全標準，內部電阻低，有助于縮短客戶認證時間，463、881、TLS產品系列可提供多種尺寸與電氣規格，能滿足設計上的精確需求。
在過流／過熱保護（可復位器件）方面，PolySwitch? PPTC（聚合物正溫度系數器件）可提供可復位的過流與過熱保護。過壓保護（TVS二極管）則有P6KE、1.5SMB、SMF4L產品系列，具備600 W峰值脈沖能力，兼容無鉛回流焊溫度曲線，可保護下游元器件免受瞬態沖擊，提升系統可靠性。還有TVS二極管陣列可用于過壓保護。
在功率半導體方案方面，MOSFET可用于電流轉換，肖特基二極管整流器具有超低正向壓降的特點，適合高頻操作，有助于設計高效率的電源供應單元（PSU）。另一方面，在溫度感測方案方面則有熱敏電阻溫度傳感器，可用于溫度監測。
Littelfuse針對電源供應與備用電池應用，提供了涵蓋過流保護（保險絲、PPTC）、過壓保護（TVS二極管及陣列）、功率轉換（MOSFET、肖特基二極管）以及溫度感測的完整元器件組合。這些解決方案旨在提升系統的效率、可靠性與安全性，并滿足多樣化的設計需求。
先進天線系統（AAS）框圖
提供數據中心與通信設備應用的
完整解決方案
Littelfuse為數據中心與通信設備提供了涵蓋多個關鍵應用領域的完整解決方案。其核心價值在于幫助系統應對高數據量、AI負載和IoT連接帶來的挑戰，確保系統高效、安全、可持續地運行。
Littelfuse可提供先進天線系統（AAS），可針對蜂窩塔上用于提供移動寬帶和5G服務的先進天線系統，Littelfuse提供的解決方案包括用于以太網防雷擊的SIDACtor?晶閘管浪涌保護方案，以及可為功率放大器提供過流保護的可復位PPTC器件，還有可保持信號無噪聲的ESD抑制器。
Littelfuse的基帶單元（BBU）負責將通信信號轉換為遠程射頻單元和主動天線可用的格式。Littelfuse提供的產品包括用于交流開關的SIDACtor?晶閘管、可抑制ESD并限制信號噪聲的TVS二極管、用于防雷擊保護的氣體放電管（GDT）。
為蜂窩塔配備的主動天線需要能夠在極端溫度和濕度下工作，Littelfuse為蜂窩塔與主動天線提供的方案包括集成MOV、GDT和TVS二極管，提供過壓和防雷保護的浪涌保護器件（SPD），以及用于保護信號放大器的高壓保險絲。
針對電信、數據中心和蜂窩塔設備的電源及電池備份系統，Littelfuse提供的解決方案涵蓋用于電流轉換的MOSFET、肖特基二極管整流器、熱敏電阻溫度傳感器，以及用于過流與過壓保護的產品，包括可復位的PPTC器件和TVS二極管陣列。
針對5G小型蜂窩天線，Littelfuse提供的解決方案包括用于浪涌保護的SIDACtor?晶閘管、NANO?保險絲、用于抑制信號噪聲ESD抑制器、用于過壓保護的二極管陣列、用于防雷擊保護的氣體放電管（GDT）。
Littelfuse為數據中心與通信設備提供的是一套覆蓋射頻前端、基帶處理、供電系統到天線端的全鏈路解決方案。其產品組合跨越多類技術（包括保護、功率半導體和傳感），旨在應對5G時代和AI數據中心在功率密度、環境耐受性及信號完整性方面的核心挑戰。
結語
數據中心電源解決方案的演進，正站在由AI算力革命驅動的技術拐點上。從傳統的400V AC架構，到當前主流的48V系統，再到即將規模化部署的±400V與800V HVDC，供電架構的每一次躍遷，本質上都是在功率密度、能效與系統可靠性之間尋求最優解。Littelfuse憑借覆蓋電路保護、功率半導體、傳感與控制的完整產品矩陣，正成為推動架構轉型的關鍵賦能者，其解決方案不僅服務于當下AI服務器和高密度集群的迫切需求，更為下一代可持續、高可靠的數據中心基礎設施奠定了技術基石。
