【导读】根据预测，到2020年全球联网设备的总数将达到500亿台，与之相关联的基于云端的大数据及物联网等业务，无疑会推动全球数据中心需求的快速增长。在这个过程中，越来越多的人意识到，对于如此高密度的数据处理工作，重新架构一个稳定、高效率的电源系统越发重要。而蕴含在数据中心电源系统变革中的电路保护商机，也已经成为电路保护器件厂商眼中新的市场蛋糕。
日前，Littelfuse公司资深FAE，Andrew Jiang在接受电子元件技术网采访时表示，Littelfuse已经开始在扩充其在大功率DC电源系统中的产品线，以应对这一市场变化。
Littelfuse公司资深FAE，Andrew Jiang
数据中心电源系统之变
众所周知，电源系统供电有直流（DC）和交流（AC）两种，其中交流电具有成本低、易于变压、适合长距离传输的特性，而直流电则具有在低压时更为安全、转化过程中功率损耗低、与电池等储能系统易于连接等优点。所以以往的供电系统综合了两者的优势：将交流电用于长距离输电，而在用电端通过AC/DC的转化变为直流电。而在每一次电源转换的过程中，不论是AC/DC转化还是DC/DC转化，都需要各种电路保护器件进行过流和过压保护。
具体到数据中心的供电系统，Andrew Jiang分析说，传统的数据中心的电源系统架构是将13.2KV的交流电转换为480V/227V的交流电接入数据中心，配电至用电负载本地再去做AC/DC的转化以及后续的DC/DC转化，将能量提供给负载。这样的结构非常复杂，需要各种各样的保护器件。
图1，传统数据中心电源系统结构，采用AC配电
今天的数据中心需要更高效的能源转换效率，同时也需要更紧凑的设备结构。因此目前数据中心电源系统的一个设计趋势就是，通过中央变压器将一个三相的交流电源直接转换成380V高压的直流（HVDC）电源，通过HVDC总线再配电到所有用电设备，进行下一步的电源管理。这样使得数据中心的电源系统大大简化，而对于保护器件来说，这样的电源系统对于大功率DC保险丝的需求将大为提升。这也是Littelfuse看到的市场机会。
图2，新的数据中心电源系统通过高压直流总线进行配电，对DC保险丝的需求增加
新架构中保护器件的“进化”
Andrew Jiang介绍说Littelfuse之前在大功率的DC保险丝上，与竞争对手相比已经有不俗的表现，比如通信48V直流电源系统中的小型化保险丝，Littelfuse的产品额定电流可以做到40A，而竞争对手只有30A。不过对于新的数据中心电源系统的电路保护，还需要考虑更多的因素。
Andrew Jiang举例，如云计算所依托的刀片服务器系统，为了确保系统的可靠性，通常会采用双冗余电源输入的设计，电路保护方面在每路电源上都需要DC保险丝，同时还需要一个总的空气开关。这样的结构对于DC保险丝有一个特殊的要求，即它的熔断时间必须与空气开关有很好的匹配性，需要比空气开关有更快的反应，既要对设备进行有效保护，又不能慢于空气开关而令其“跳闸”，从而影响服务器的正常工作。为此Littelfuse开发出了与快断型空气开关动作时间相匹配的快速熔断DC保险丝产品。
图3，Littelfuse DC保险丝与空气开关有很好的动作匹配
高压直流保险丝产品的另一个挑战，Andrew Jiang认为在于其额定电流。由于设备小型化的要求，保险丝的体积也受到约束，目前小型化DC保险丝典型的额定电流是40A。以往处理更高电流保护的方法，就是将两个小额定电流值的保险丝并联起来使用，但这样的方法在两个支路上会有不均流的现象发生，因此其实际的保护作用也会被打个折扣。同时并联之后的保险丝，其抗浪涌的能力会成4倍增加，这会导致反应时间的增加，影响电路保护效果。所以，最有效的方法，就是提高单一DC保险丝的额定电流。
Littelfuse在这方面刚刚取得了突破。Andrew Jiang说，Littelfuse最新的SMD直流保险丝，额定功率可达到60-100A，完全能够满足未来数据中心大功率直流电源系统保护的需要。之所以取得这一突破，Andrew Jiang透露主要是在器件制造工艺上的进步——器件内部端头连接由传统的焊接改为了新型的铆接，从而提升了器件整体的额定电流水平。据悉这一器件将在2016年第三季度批量供货。
图4，Littelfuse新的SMD小型化DC保险丝额定电流达到60A以上
总之，数据中心的快速发展，对于配套的电路保护器件也提出了新的要求，新的市场机会正在孕育。是否能够快速推出适应性的产品和方案，就要看各个厂商自己的内功了。
