深度技巧：服务器电源的节能方案(1)(2)

这种方案实现起来最为容易，只要采用轻载高效率电源模块替代传统服务器电源即可，这样即便服务器电源的负载率只有20%甚至更低，仍可以得到较高的效率。但通常这种方案也是成本最高的，因为首先电源模块的高效率需要采用超低功耗器件开关器件，比如超低Rdson）的MOSFET、SIC二极管或者GaN器件等，以及新拓扑技术等，价格肯定不低，而且在此基础上还要保证轻载下仍有高效率，那么技术难度和成本会进一步增加。此外双电源方案采用了两个高效率电源，那么比单电源方案的投资要大。

这里也简单介绍一些轻载下高效率的技术方案，比如采用multiphase或者interleave等技术，原理是采用多相电源或者交错技术，当电源工作在轻载下时，那么可以关掉其中的一些相，仅保留需要的路数在工作，达到高效率目的。这种技术也增加了系统复杂性以及电源价格，当然软开关技术、低损耗器件以及合理设计也可以大大提升轻载下能耗。

1.2.采用只让其中一个电源带载，另外一个备份方案

这种方案的典型案例是facebook的市电直供服务器加48V电池备份方案，每台服务器配一个277V交流输入电源以及一个48V直流输入电源，并用48V电池作为备份，两电源模块的12V输出并在一起给设备供电。交流电源输入电压范围为180V-305Vac，掉电保持时间最少20ms，输出过压保护15V，风扇转速随环温调压控制。电池备份采用另外一个450W DC/DC电源，当5ms内发现AC掉电，最大10ms内开始DC供电，过渡期间两者同时供。

由于市电输入服务器电源在满负载下有10到20ms的输出保持时间，那么在轻载下输出保持时间可以到30ms以上，假定10ms内检测到市电停电，唤醒休眠的48V电源并建立输出电压需要10ms内，再预留10ms的buffer，那么可以在市电停电时唤醒48V输入电源，并平滑过渡。

这样，市电正常时候交流电源承担全部负载，此负载率下电源达到最高效率。48V电源处于冷备份，功耗很少，几乎可以忽略。这种方案主要的风险是需要在很短时间内唤醒备份电源，并平滑过渡切换到备份电源。该风险的一个解决办法是采用长输出保持时间的服务器电源，那么这种电源需要较大母线电容或者采用较大功率电源来降额使用，这样做也可能反倒造成效率降低，因此较难平衡。当然也可以选用热备份方案，牺牲一点效率，来保证切换过程中的可靠，毕竟可靠才是第一位的。