简介
当前的数据中心电源解决方案的发展，正由AI算力的爆发式增长所驱动，AI模型训练与推理对算力的渴求，正将数据中心的电力消耗推向新高，海量且激增的电力需求，是变革的根本动力，其核心趋势是向更高压、更高效、更集约化的架构演进。本文将为您介绍数据中心电源解决方案的发展，以及由Littelfuse推出的相关解决方案。
经历深刻变革的数据中心供电架构
全球数据中心的电力需求正以惊人的增长速度，其中AI是主要推手，AI优化服务器的电力消耗快速增长，巨大的能耗使得电费占数据中心运营成本的五成以上，倒逼行业必须进行技术革新以提升能效。为了应对挑战，数据中心的供电架构正经历一场深刻的变革。
传统的第一代供电架构采用UPS架构，其特点是单机柜功率仅为10-15kW，当前多数的数据中心则是采用第二代的48V架构，特点是支持单机柜功率40-100kW以上，通过415/480V AC交流母线供电。未来的第三代发展方向将采用高压直流（HVDC）架构，核心采用±400V或800V的高压直流电进行传输，优势是通过“电源解耦+高压直连”，支持单机柜600kW以上的功率密度，并大幅减少电力转换环节的损耗。
当前的主流技术路线包括由谷歌、微软等大型云服务商主导的±400V HVDC，预计2026年下半年起量产。还有由NVIDIA主导推动的800V HVDC，是面向更高功率密度和MW级需求，计划在2027年与其新一代平台同步推出。
为支撑HVDC架构，数据中心的物理布局和核心技术也在发生变化，其会将电源与计算分离，电源模块从IT机柜中独立出来，形成专门的“电源机柜”或“侧边柜（Sidecar）”，解决高功率下的空间、散热和线损问题。此外，固态变压器（SST）被视为终极方案，SST能直接将13-35kV的中压交流电转换为高压直流电，系统效率可达98.5%，并能更好地与光伏、储能等新能源整合。
新技术架构也推动了下游关键元器件和技术的升级，像是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带功率半导体，因其在高压、高频下的卓越性能，成为实现高效电能转换的核心。此外，服务器电源（PSU）的功率等级正从5.5kW向8-12kW甚至更高迈进，功率密度也在大幅提升。在散热技术方面，高功率密度使得液冷成为必然选择，液冷市场在2026年的增速预计高达104.8%。
881系列–Nano2®大电流超小型表面贴装保险丝
为现代数据中心提供全链路配电**与保护**
解决方案
Littelfuse为现代数据中心提供了一整套从交流电网到服务器芯片的全链路配电与保护解决方案。其核心价值在于应对AI和高性能计算（HPC）带来的高功率、高电压、高可靠性挑战，其解决方案覆盖了从传统400V AC/48V DC架构到向±400V DC，乃至下一代800V HVDC架构的演进路径，其核心是提供一整套从电网到芯片的保护、控制与传感产品，确保数据中心高效、安全、可持续地运行。Littelfuse的方案全面支持这三种架构，尤其针对超大规模AI数据中心设计的下一代800V HVDC架构提供了关键支持。
Littelfuse数据中心解决方案的核心应用领域涵盖UPS与备用电池，Littelfuse在UPS系统中，提供从输入到输出的全链路保护，包括用于整流的IGBT和MOSFET、用于电池管理的温度传感器和保险丝等。在服务器与网络设备方面，可为高密度服务器、交换机和存储设备提供过流、过压和静电放电（ESD）保护，确保设备稳定运行。在配电与控制方面，可提供UL级保险丝、断路器、浪涌保护装置（SPD2）等，保障整个数据中心的电力分配系统的安全。
在电路保护产品类别上，Littelfuse提供隔离总线、输入端口及转换器故障的产品，提供过流、过压、浪涌保护等功能的方案，采用金属氧化物压敏电阻（MOV）、气体放电管（GDT）、瞬态电压抑制（TVS）二极管等产品组合，来抵御雷击和开关瞬变。在静电放电（ESD）保护方面，可使用聚合物ESD抑制器、TVS二极管阵列等，保护高速数据端口免受静电损害。代表系列／型号包括DCD、DCM、DCFM（用于高压直流），以及871、456SD、881、708系列（用于48V及中间总线）保险丝。
此外，还有SMF、SMJD58CA、5.0SMDJ-FB系列（用于浪涌和尖峰抑制）TVS二极管、PolySwitch® PPTC（用于风扇等设备的过流／过热保护）可复位器件，以及可实现高效的AC-DC和DC-DC电能转换的功率半导体，像是650V/1200V系列（用于高压开关）SiC MOSFET、650V/1200V系列（用于PFC和转换器）的SiC肖特基二极管，与用于PFC和续流的快速恢复二极管。
在控制与驱动方面，Littelfuse可提供精确控制功率开关，管理上电浪涌，实现安全热插拔，产品涵盖IX4352NEAU（用于驱动SiC MOSFET）栅极驱动器，以及IXFT320N10T2、CPC3708ZTR（用于浪涌控制和负载切换）MOSFET。
在开关与传感方面，可使用温度传感器监控关键部件温度，Littelfuse提供可实现高压回路通断、状态监测及接口保护功能的产品，包括接触器继电器（用于高压预充电和断开）、簧片传感器与C&K®开关（用于机箱开闭状态监测、以太网口保护），以提升运维安全。此外，在高效电能转换方面，提供IGBT模块、SiC MOSFET、栅极驱动器等功率半导体，用于实现高效的AC/DC和DC/DC转换。
为满足AI数据中心对高功率密度的极致追求，Littelfuse近期推出了多款创新产品，追求更小、更强、更智能，产品包括NANO²® 708系列保险丝，这是业界首款在紧凑的表面贴装封装中，实现80VDC下14,000A高分断能力的保险丝，它支持60A至200A的额定电流，专为下一代48V AI服务器、超大规模数据中心和高密度配电系统设计。871系列表面贴装保险丝则提供高达200A的额定电流，节省了PCB空间。此外，还有5.0SMDJ-FB TVS二极管系列，采用回折技术，与同类产品相比，箝位电压降低15%。能更有效地保护数据中心服务器中日益敏感的DC/DC转换器，且封装兼容传统型号，易于升级。
电源和备用电池框图
针对电源供应与备用电池系统的
完整解决方案
Littelfuse针对电信、数据中心及蜂窝基站的电源供应与备用电池系统，也提供了一套完整的元器件解决方案。主要的技术与产品系列涵盖电路保护方案，像是过流保护（保险丝）中的JLLN产品系列符合UL/IEC等第三方安全标准，内部电阻低，有助于缩短客户认证时间，463、881、TLS产品系列可提供多种尺寸与电气规格，能满足设计上的精确需求。
在过流／过热保护（可复位器件）方面，PolySwitch® PPTC（聚合物正温度系数器件）可提供可复位的过流与过热保护。过压保护（TVS二极管）则有P6KE、1.5SMB、SMF4L产品系列，具备600 W峰值脉冲能力，兼容无铅回流焊温度曲线，可保护下游元器件免受瞬态冲击，提升系统可靠性。还有TVS二极管阵列可用于过压保护。
在功率半导体方案方面，MOSFET可用于电流转换，肖特基二极管整流器具有超低正向压降的特点，适合高频操作，有助于设计高效率的电源供应单元（PSU）。另一方面，在温度感测方案方面则有热敏电阻温度传感器，可用于温度监测。
Littelfuse针对电源供应与备用电池应用，提供了涵盖过流保护（保险丝、PPTC）、过压保护（TVS二极管及阵列）、功率转换（MOSFET、肖特基二极管）以及温度感测的完整元器件组合。这些解决方案旨在提升系统的效率、可靠性与安全性，并满足多样化的设计需求。
先进天线系统（AAS）框图
提供数据中心与通信设备应用的
完整解决方案
Littelfuse为数据中心与通信设备提供了涵盖多个关键应用领域的完整解决方案。其核心价值在于帮助系统应对高数据量、AI负载和IoT连接带来的挑战，确保系统高效、安全、可持续地运行。
Littelfuse可提供先进天线系统（AAS），可针对蜂窝塔上用于提供移动宽带和5G服务的先进天线系统，Littelfuse提供的解决方案包括用于以太网防雷击的SIDACtor®晶闸管浪涌保护方案，以及可为功率放大器提供过流保护的可复位PPTC器件，还有可保持信号无噪声的ESD抑制器。
Littelfuse的基带单元（BBU）负责将通信信号转换为远程射频单元和主动天线可用的格式。Littelfuse提供的产品包括用于交流开关的SIDACtor®晶闸管、可抑制ESD并限制信号噪声的TVS二极管、用于防雷击保护的气体放电管（GDT）。
为蜂窝塔配备的主动天线需要能够在极端温度和湿度下工作，Littelfuse为蜂窝塔与主动天线提供的方案包括集成MOV、GDT和TVS二极管，提供过压和防雷保护的浪涌保护器件（SPD），以及用于保护信号放大器的高压保险丝。
针对电信、数据中心和蜂窝塔设备的电源及电池备份系统，Littelfuse提供的解决方案涵盖用于电流转换的MOSFET、肖特基二极管整流器、热敏电阻温度传感器，以及用于过流与过压保护的产品，包括可复位的PPTC器件和TVS二极管阵列。
针对5G小型蜂窝天线，Littelfuse提供的解决方案包括用于浪涌保护的SIDACtor®晶闸管、NANO®保险丝、用于抑制信号噪声ESD抑制器、用于过压保护的二极管阵列、用于防雷击保护的气体放电管（GDT）。
Littelfuse为数据中心与通信设备提供的是一套覆盖射频前端、基带处理、供电系统到天线端的全链路解决方案。其产品组合跨越多类技术（包括保护、功率半导体和传感），旨在应对5G时代和AI数据中心在功率密度、环境耐受性及信号完整性方面的核心挑战。
结语
数据中心电源解决方案的演进，正站在由AI算力革命驱动的技术拐点上。从传统的400V AC架构，到当前主流的48V系统，再到即将规模化部署的±400V与800V HVDC，供电架构的每一次跃迁，本质上都是在功率密度、能效与系统可靠性之间寻求最优解。Littelfuse凭借覆盖电路保护、功率半导体、传感与控制的完整产品矩阵，正成为推动架构转型的关键赋能者，其解决方案不仅服务于当下AI服务器和高密度集群的迫切需求，更为下一代可持续、高可靠的数据中心基础设施奠定了技术基石。
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