인피니언, 차세대 AI 서버 전력 아키텍처 지원하는 27kW 3상 PSU 솔루션 발표

OCP ORV3 규격 만족 및 116W/in³ 고전력 밀도로 데이터센터 효율과 동적 응답 속도 극대화

인공지능(AI) 워크로드의 가속화로 인해 현대 데이터센터의 전력 요구사항이 크게 변화하고 있다. 그래픽 처리 장치(GPU, Graphics Processing Unit)의 성능 향상과 서버 랙 밀도 증가에 따라, 기존 전력망 구조에서 800VDC 또는 ±400VDC 기반 전력 공급 아키텍처로의 전환이 활발하게 이뤄지고 있다. 이러한 시장 흐름에 발맞춰 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies)가 서버 주문자 상표 부착 생산(OEM) 및 주문자 개발 생산(ODM) 기업을 위한 27kW 3상 전원공급장치(PSU, Power Supply Unit) 솔루션을 새롭게 선보인다. 이번 레퍼런스 디자인은 개방형 컴퓨팅 프로젝트(OCP, Open Compute Project)의 Open Rack V3(ORV3) 표준 사양을 완벽히 충족한다.

5레벨 ANPC 및 3레벨 LLC 토폴로지로 고효율·고밀도 구현

새로운 PSU 레퍼런스 디자인은 전력 변환 효율과 공간 활용성을 획기적으로 개선한다. 이 시스템에는 5레벨 능동 중성점 클램프(ANPC, Active Neutral Point Clamped) 역률 개선(PFC, Power Factor Correction) 토폴로지와 3레벨 LLC 컨버터가 적용되어 있다. 이를 통해 116W/in³의 뛰어난 전력 밀도를 달성하며, 이는 ORV3 표준의 최소 기준인 94W/in³를 대폭 상회하는 수치이다.

또한 480VAC 입력 전압과 50% 부하 조건에서 98% 이상의 피크 효율을 구현한다. 스위칭 소자로는 인피니언의 650V CoolSiC™ 및 CoolMOS™ MOSFET을 탑재했으며, EiceDRIVER™ 게이트 드라이버와 XENSIV™ 전류 센서를 집적해 정밀한 제어를 보장한다. 통합 플래너 마그네틱(Planar Magnetics) 구조는 고주파 트랜스포머 설계를 소형화하여 모듈화 및 확장성을 크게 향상시킨다.

디지털 전력 제어로 급격한 부하 변동에 즉각 대응

AI 서버는 연산 수행 시 극심한 부하 과도 상태(Load Transient)를 유발한다. 인피니언 솔루션은 이러한 까다로운 환경에 대응하기 위해 PFC 및 LLC 스테이지를 완전 디지털 방식으로 제어한다. PSOC™ Control C3 Performance Line 마이크로컨트롤러(MCU)에 내장된 프로그래머블 전력 제어 가속기(PPCA, Programmable Power Control Accelerator)는 신속한 동적 응답과 정확한 전압·전류 제어를 제공한다.

통합 에너지 버퍼는 전력망에 일시적인 장애가 발생해도 20ms의 홀드업 타임(Hold-up Time)을 유지해 안정적인 동작을 보장한다. GPU 연산 부하가 급증할 때 발생할 수 있는 라인 전압 변동을 자체적으로 안정화하므로, 별도의 커패시터 뱅크 유닛(CBU, Capacitor Bank Unit)을 추가할 필요가 없다. 311~528VAC의 넓은 3상 입력 전압을 지원하여 글로벌 전력망 환경에 모두 적용 가능하며, 대부분의 부하 범위에서 0.99 이상의 역률(Power Factor)과 낮은 입력 전류 총고조파왜율(iTHD, Input Current Total Harmonic Distortion)을 보여준다.