54V BLDC motorlar bugün sunucu uygulamalarında neden kullanılıyor?
54V BLDC motorlar bugün sunucu uygulamalarında neden kullanılıyor?
Tarih: 2019-11-21
Yazar: Analog and Power Interface, kıdemli ürün pazarlama müdürü Miguel Mendoza
Kaynak: Mikroçip Teknolojisi
Herkes "bulut bilişim" i duymuş olabilir, ancak çoğu insanın "bulut bilişim" anlayışı, önemli verilere bilgisayarlar ve akıllı telefonlar aracılığıyla erişebildiğimiz gerçeğiyle sınırlıdır. Verilerin gerçekte nerede depolandığına gelince, bunun hakkında düşünmemize gerek yok. Peki bulut bilişim tam olarak nedir? Bulut bilişim, verileri küresel ölçekte depolamak ve taşımaktan sorumlu birçok uzak sunucudan oluşan bir ağı ifade eder.Buna Wi-Fi, LAN veya hücresel ağlar aracılığıyla erişebiliriz. Bu uzak sunucular, birden çok sunucu kümesi içeren ve genellikle sunucu çiftlikleri olarak adlandırılan depolara kurulan büyük depolama aygıtları gibi davranır. Bu sunucu çiftliklerinin, en iyi şekilde performans göstermesi ve arızaları en aza indirgemek için sabit bir ortam sıcaklığında (ideal sıcaklık aralığı 68 ila 71 Fahrenheit olması gerekir). Bu sunucu çiftlikleri, bulundukları yere (örneğin, ortak bir ofis alanı) bağlı olarak genellikle merkezi bir klima sistemi ile soğutulur veya merkezi bir ısıtma sistemiyle ısıtılır.
Sunucu rafı, dahili elektronik bileşenleri soğutmak için aslında bir dizi fan kullanır. Çoğumuz bu deneyimi yaşamalıydık.Elektronik ekipman kullanım sırasında daha sıcak hale gelecek ve bu da ekipmanın en iyi şekilde çalışmamasına neden olacaktır. Radyatörün maliyetini ve boyutunu en aza indirmek için, fırçasız doğru akım (BLDC) fanlara geçebilir ve ortamdaki hava akışını elektronik ekipmanı soğutmak için kullanabiliriz, yani ısıtma, havalandırma ve klima (HVAC) sistemini sabit tutmak için kullanabiliriz. Ortam sıcaklığı daha sonra, sunucu rafındaki elektronik bileşenleri soğutmak için BLDC fanı tarafından üflenir.
Geleneksel sunucu uygulamalarında 12V BLDC fanlar genellikle kabin içindeki elektronik ekipmanı soğutmak için kullanılır. Ancak tıpkı otomotiv uygulamaları gibi, sunucu uygulamaları genellikle bazı nedenlerle 54V BLDC motorlara geçer. Bu makale, sunucu üreticilerinin geleneksel 12V BLDC motorlar yerine 54V BLDC motorları kullanmasının iki ana nedenini tartışacak ve 54V motor sürücü uygulamaları için gerekli olan tipik bileşenleri ve bazı yaygın motor kontrol algoritmalarını tartışacaktır.
Sunucu üreticilerinin geleneksel 12V BLDC motorlar yerine 54V BLDC motorlar kullanmalarının ilk nedeni, akımın dörtte birini kullanabilmeleri ve daha sonra daha ince bakır kablolar kullanabilmeleridir. Ek olarak, aynı miktarda iş daha az hammadde ile yapılabildiğinden, motor üreticileri de motorun boyutunu küçültebilir ve böylece motorun toplam maliyetini azaltabilir. İkinci nokta, sunucu üreticilerinin pahalı kablo maliyetlerinden tasarruf etmeleridir. 12V BLDC motorların kullanımıyla karşılaştırıldığında, aynı güç barası özelliklerine sahip kablolar, 54V BLDC motorları kullanırken motor sayısının dört katı güç sağlayabilir. Yüksek voltajlı motorlar, aynı gücü elde etmek için daha ince kablolar veya daha dar PCB izleri kullanır.
Örneğin, 450W'lık bir sunucuda 12V BLDC fan 32W tüketir. Güç formülü (P = V x I, I = P / V, 32W / 12V = 2.67A), ona güç vermek için gereken akımı kolayca hesaplayabilir. Aynı güç gereksinimlerine göre, 54V BLDC fan kullanırken gereken akım yaklaşık 0,67A'ya düşürülecek, böylece sunucu mühendisleri, 12V ile karşılaştırıldığında 26-gauge American Wire Gauge (AWG) kabloları kullanabilirler. BLDC fan güç kaynağı, No. 20 AWG kablo kullanılmasını gerektirir. PCB iz genişliği açısından, 12V BLDC fan 0.1 inç, 54V BLDC fan sadece 0.012 inç ihtiyaç duyar.Bu şekilde sunucu mühendisleri, tüm güç kablolarını sunucu sistemine döşerken çok fazla devre kartı alanı tasarrufu sağlayabilir.
Sunucu üreticileri, 54V BLDC motorları kullanmanın ek bir avantajına sahiptir, yani motorları geleneksel 12V BLDC motorlarla aynı boyutlarda daha yüksek hızda çalıştırarak hava yoğunluğunu artırabilirler. Bununla birlikte, motorun tork gücünü artırmak, daha yüksek güç gerektirir ve bu da destek sağlamak için ek akım gerektirir. Örneğin, sunucu üreticileri daha fazla hava akışı elde etmek için geleneksel 32W motorlar yerine 50W BLDC motorlar kullanabilir. Bir 54V BLDC motor kullanıldığında, sadece 0,93A akım gereklidir, bu da bir 12V BLDC motor ile 50W bir motoru sürmek için gereken akımdan çok daha küçüktür. Aynı miktarda işi tamamlamak için 12V BLDC motor kullanılıyorsa, en az 4.17A akım gereklidir. Bu, daha geniş PCB izlerinin ve daha kalın kabloların gerekli olduğu ve bu da maliyetli olduğu anlamına gelir. 54V veri yolu voltajını kullanırken, sunucu üreticileri fanları daha yüksek hızlarda çalıştırabilir, böylece hava akışı yoğunluğunu artırabilir ve kablolama maliyetlerini azaltabilir.
54V güç veri yolu kullanmanın zorlukları
54V BLDC fan motorlarını çalıştıran elektronik cihazlar için bir zorluk vardır. Yani sunucu mühendisleri, 54V motorları sürmek için eski 12V donanımı kullanamazlar. 54V güç kaynağı için yeterli marj olması için daha yüksek çalışma voltajına sahip elektronik bileşenler kullanmaları gerekir. Şekil 1, olgun motor kontrol algoritmasını etkilemeden 54V BLDC motorunu sürmek için kullanılan tipik bileşenleri tanımlayan 54V BLDC kontrol devresinin basitleştirilmiş bir blok şemasını göstermektedir.
Şekil 1: 54V BLDC kontrol devresinin (olgun motor kontrol algoritmalarını etkilemeden 54V BLDC motorları sürmek için kullanılan tipik bileşenleri tanımlayan) basitleştirilmiş blok şeması
Bununla birlikte, piyasada bu tür bir şemanın dönüşümünü basitleştirmeye yardımcı olabilecek birkaç donanım çözümü vardır. Örneğin, Microchip'in MIC2851475V senkron kova regülatörü, güç dönüşümünün ilk aşaması için mükemmel bir çözümdür (Şekil 2). Cihaz, 5A çıkış akımı özelliğine sahiptir ve birden fazla BLDC sistemini 54V güç rayı üzerinden çalıştırabilir. MIC28514, 54V'luk bir güç bara rayını% 90'dan fazla güç verimliliği ile geleneksel 12V güç rayına dönüştürebilir.Bu şekilde, sunucu mühendisleri orijinal motor kontrol algoritmalarını ve kanıtlanmış aktif bileşenleri kullanmaya devam edebilir.
Şekil 2: Microchip'in MIC2851475V 5A senkron bükme regülatörünü kullanırken tipik güç verimliliği ile çıkış akımı eğrisi
MOSFET sürücüleri ve MOSFET invertör devreleri de yüksek voltajlı MOSFET'lerin gereksinimlerini karşılamalıdır. 54V BLDC uygulamaları genellikle 80V güç MOSFET'leri gerektirir. Bununla birlikte, 12V sistemle karşılaştırıldığında, mevcut gereksinim orijinalin dörtte birine düşürüldü ve MOSFET on-direnci daha az önemli hale geldi.
Şekil 3: Microchip'in MIC4607'si, uyarlanabilir ölü bölge ve kesintisiz ve aşırı akım korumasına sahip 85V üç fazlı bir MOSFET sürücüsüdür
Yüksek voltajlı elektronik bileşenler, sunucu uygulamalarında 54V BLDC motorların kullanılmasını mümkün kılar
Microchip Technology gibi çip üreticileri, müşterilerin 54V BLDC motor teknolojisini kullanmalarına yardımcı olurken olgun motor kontrol algoritmalarını ve diğer aktif bileşenleri kullanmaya devam edebilmelerine yardımcı olmak için MIC2851475V senkron buck regülatörü gibi yüksek voltajlı entegre devreler geliştirdiler. Bu yüksek voltajlı cihazlarla sunucu üreticileri, 54V güç veri yolu teknolojisini kullanabilir ve bu nedenle PCB kartında daha küçük motorlar, daha ince bakır kablolar ve daha dar kablolar kullanabilir ve böylece toplam sistem maliyetini düşürür. Ayrıca voltaj artışından dolayı bu cihazlar aynı dış boyutlar ile hava yoğunluğunu artırabilir. Bulut bilişimin kademeli olarak yaygınlaşması ve bulut bilişim işlevlerinin sürekli iyileştirilmesiyle, sunucu üreticilerinin fiyat savaşı ve performans savaşında rekabet edebilmek için en uygun fiyatı ve en iyi performans çözümlerini benimsemesi gerekiyor.
Telif hakkı bildirimi: Özel olarak beyan edilen orijinal makalelere ek olarak, bu sitenin içeriği sadece daha fazla bilgi vermek içindir ve bu sitenin görüşlerini kabul ettiği anlamına gelmez. Yeniden basılmış tüm makalelerin, resimlerin, ses / video dosyalarının ve diğer materyallerin telif hakkı telif hakkı sahibine aittir. Bu sitede kullanılan orijinal olmayan yazıların ve resimlerin içeriği ile telif hakkının doğrulanması için tek tek iletişime geçilemez. Çalışmanın içeriği, telif hakkı ve diğer konular söz konusuysa, lütfen bize e-posta veya telefonla zamanında bildirin, böylece her iki taraf için de gereksiz ekonomik kayıpları önlemek için uygun önlemlerin hızlı bir şekilde alınabilmesi için. İletişim numarası: 010-82306116; e-posta: aet@chinaaet.com.
