极海G32R501实时控制MCU在AI服务器电源中的应用

科创生活 2026-01-04 财富自由人 12253

全球超大规模数据中心建设正迎来爆发式增长，设备算力密度与能源消耗规模同步攀升。随着绿色能源转型进程的不断深化，数据中心作为数字经济发展的核心基础设施，其规模化布局与升级需求日益凸显，对供电系统的能效、稳定性与智能化水平也提出了更高要求。

在此背景下，AI服务器电源（PSU）已从传统意义上的供电单元，演变为驱动“瓦特”到“比特”高效转换的智能中枢。其核心使命是通过最优能效管理与智能动态调控，最大化发挥每度电所产生的有效算力，这不仅关乎数据中心的运营成本，更是衡量整体效能与竞争力的关键指标。

G32R501实时控制DSP/MCU

赋能AI服务器电源应用能效升级

2025年80 PLUS新增Ruby（红宝石）能效等级标准，这将加速AI服务器电源的性能变革，其核心在于电源转化效率和功率密度等指标的全面升级。

核心指标 转换效率 功率密度
传统电源

（2020年前）

 峰值94%-96%

轻载85%

 32~40W/in3

（3kW~5.5kW/1U）
2025 AI电源

（Ruby标准）

 峰值97.5%-98%

轻载≥90%

 70~100W/in3

(8kW~12kW/1U)
提升幅度 能耗降低20% 密度提升75%~212%
行标/规范

参考

 80 PLUS Ruby

GB20943-2025(拟)

 OCP ORv 3

CRPS 3.0

极海G32R501实时控制DSP/MCU，具备高效运算、实时控制与智能能效管理等优势，完美适用于AI服务器电源应用，通过G32R501单芯片结合三相交错图腾柱PFC及LLC谐振变换器拓扑，实现全功率段的高效运行与高功率因数输出，不仅能为AI服务器电源转换效率和功率密度的优化升级提供核心技术支撑，更能助力客户电源产品达到80 PLUSRuby能效标准。

采用G32R501的AI服务器电源—核心应用优势

单芯片

高算力控制

 采用G32R501实时控制DSP/MCU，最高主频250MHz，提供多路交错电流环路控制所需高算力

单芯片即可完成前后级PFC+LLC两级拓扑控制，简化系统控制逻辑
高集成

模块化设计

 内置150ps高分辨率PWM通道和比较器(COMP)模块

借助高速霍尔芯片采集电感电流，无需外部过零检测，即可轻松实现图腾柱PFC的CRM和CCM控制切换
先进第三代

半导体器件

 采用第三代半导体（GaN或SiC）提升电源开关频率，减小磁性器件体积

适配电源机架对AI服务器电源尺寸限制，推动PSU小型化、高效化发展
功率电路

采用交错结构

 功率小时，采用单支路运行，优化功率因数与谐波性能

功率大时，采用多支路交错运行，降低运行电流应力、提升电源效率
搭配平面

变压器技术

 减少LLC变换器损耗与漏感

增强散热效果

采用G32R501的AI服务器电源—核心应用架构

G32R501实时控制DSP/MCU，可满足由两级功率拓扑单元构成的7kW~11kWAI服务器电源应用的功率需求：

■ 前级电路：采用三相交错图腾柱功率因数校正（PFC）电路，高频桥臂选用GaN或SiC MOSFET

■ 后级电路：由两路全桥LLC谐振变换器并联组成，高压侧采用GaN或SiC MOSFET，低压侧选用低导通内阻MOSFET作为同步整流管

■ 配合G32R501内置的8个12位ADC采样通道，实时采样电源输入电压、电感电流、母线电压、输出电压电流

■ 输入电源：90V~264V AC；输出电压：45V~58V DC；额定输出电流：140A

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AI服务器电源拓扑结构图

G32R501 实时控制DSP/MCU

芯片优势介绍

高效运算

处理性能

 搭载Cortex-M52双核架构，通过ACI功能可将自定义指令直接纳入内核处理

大幅提高AI服务器电源中常用的滤波器、补偿器、锁相环等算法的运算速度
增强型

存储空间

 Flash高达640KB、SRAM高达128KB

可灵活配置为零等待访问周期ITCM和DTCM
实时精准控制 16个150ps高分辨率PWM通道，满足电源应用高精度周期、占空比、开关频率、移相或死区的高分辨率控制要求

4个可编程逻辑单元FLB，可为电源驱动提供灵活的组合逻辑或时序控制
高灵敏

信号感测

 7个比较器，均内置2个12-bit DAC，支持消隐和滤波功能，可实现AI服务器电源的峰值电流控制、过零检测及跳闸监控保护

3个3.45 MSPS的12-bit高精度ADC，满足AI服务器电源同步、低延时信号采集需求
高可靠性 ESD抗干扰性强，HBM＞8000V，CDM＞2000V，Latchup＞200mA

工作温度覆盖-40℃~125℃，可适应复杂工况环境

已通过IEC 61508 SIL2和AEC-Q100 Grade1认证

极海G32R501实时控制DSP/MCU，集成高精度HRPWM、COMP、CAP等丰富且灵活的IP资源，专为高精度、高功率密度电源设计，适应各种电源拓扑、动态负载响应及主动功率管理，助力AI服务器电源提升转换效率和功率密度等关键指标的综合性能。未来，极海将继续以技术突破与产品创新为使命，提供高性能、高可靠的芯片及解决方案，为AI基础设施建设和绿色能源转型持续注入核芯动力。

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