Infineon Technologies и SolarEdge расширили сотрудничество на твердотельные автоматические выключатели для 800-вольтового распределения постоянного тока. В основу защитного узла SolarEdge войдут CoolSiC JFET Infineon, способные отключать аварийный ток за микросекунды.
Infineon Technologies и SolarEdge начали совместную разработку твердотельных автоматических выключателей для 800-вольтовых систем постоянного тока в ИИ-центрах обработки данных. SolarEdge отвечает за архитектуру защитного устройства, а Infineon поставляет силовые CoolSiC JFET на карбиде кремния.
Новая защита рассчитана на распределительный участок между преобразованием среднего напряжения и вычислительными стойками. В традиционной инфраструктуре эту функцию выполняют электромеханические автоматические выключатели и контакторы. В 800-вольтовой DC-сети требования к скорости отключения выше, поскольку мощность ИИ-оборудования растет, а энергия, выделяемая в месте короткого замыкания, может увеличиваться очень быстро.
Главная особенность твердотельного выключателя - отсутствие механически размыкаемых контактов. Силовой полупроводник переводится в закрытое состояние электронно и способен прекратить ток за микросекунды. При постоянном токе это особенно важно: в цепи нет естественного перехода тока через ноль, который в AC-системе помогает погасить электрическую дугу между контактами.
В проекте должны использоваться:
- 800-вольтовая DC-архитектура распределения питания;
- твердотельный автоматический выключатель SolarEdge;
- CoolSiC JFET Infineon в качестве силовых коммутационных элементов;
- электронное обнаружение и отключение аварийных токов за микросекунды;
- интеграция в распределительный уровень между преобразователем и вычислительной стойкой.
SolarEdge уже разрабатывает более широкую цепочку питания для ЦОД - от среднего напряжения сети до высоковольтной DC-шины и конечной стойки. Ранее компания сообщала о твердотельном трансформаторе, который должен преобразовывать среднее напряжение 13,8-34,5 кВ непосредственно в 800-1500 В постоянного тока с КПД более 99%. Такая схема позволяет уменьшить число последовательных преобразований.
Переход на 800 В постоянного тока рассматривается как один из способов подать сотни киловатт и в перспективе мегаватты к высокоплотным ИИ-стойкам. При одинаковой мощности повышение напряжения снижает ток в шинах, кабелях и соединениях. Это уменьшает потери I²R и требования к сечению проводников, но одновременно усложняет коммутацию и защиту от коротких замыканий.
Для силового выключателя важны не только скорость и предельное напряжение. В нормальном режиме он постоянно находится в проводящем состоянии, поэтому сопротивление открытого канала определяет постоянные потери. При больших токах даже несколько дополнительных миллиом превращаются в заметное тепловыделение. SiC JFET выбираются для сочетания высокого рабочего напряжения, низких потерь и быстрой электронной коммутации.
В отличие от обычного предохранителя, SSCB может не только быстро разорвать аварийную цепь, но и передавать информацию системе управления, выполнять контролируемое включение и участвовать в селективной защите отдельных ветвей. Это дает возможность изолировать поврежденный участок DC-сети, не отключая весь зал или группу стоек.
Infineon подчеркивает, что сотрудничество охватывает не отдельный транзистор, а защитный узел для будущей 800-вольтовой инфраструктуры ЦОД. Компания поставляет Si-, SiC- и GaN-компоненты для разных уровней преобразования энергии, а CoolSiC JFET используются в наиболее высоковольтной части выключателя.
Стороны пока не объявили дату массового выпуска готового SSCB и его предельный ток. Проект находится на стадии разработки. Однако сама архитектура уже определена: SolarEdge строит сквозную 800 VDC систему для ИИ-ЦОД, а твердотельный выключатель должен закрыть одну из наиболее сложных задач такой сети - быстрое безопасное отключение постоянного тока без механической дуги.
В DC-сети выключатель должен погасить ток принудительно. В переменной сети ток проходит через ноль каждый полупериод, что облегчает разрыв дуги механическими контактами. При 800 В постоянного тока такого момента нет, поэтому обычный аппарат требует специальных дугогасительных камер и все равно работает медленнее электронной защиты.
Микросекундное отключение ограничивает количество энергии, которое успевает выделиться в поврежденной ветви до изоляции короткого замыкания. Для серверных шин с очень малым сопротивлением и большими емкостями это принципиально: ток может нарастать значительно быстрее, чем в обычной распределительной сети. SSCB должен сочетать быстродействие с малыми потерями в штатном проводящем состоянии.
