电源变压器在算力服务器中的应用

在算力服务器这行干久了就知道，电源变压器真不是参数表上那几行数字能说清的讲明白的。多少还有有些门道的，全是在工地上、机房里摸爬滚打，一点点攒下的实底儿。

就说去年吧，我们接了个 AI 数据中心的活儿。那儿的机架邪乎，单个就得扛 120kW 的负载，里面塞了八台训练服务器。电网拉过来的 380V 交流电，服务器主板上的 CPU、内存根本用不了 ，它们只认 12V、5V 的低压电。这时候变压器就得先把高压往下压，再通过整流模块转成直流。

刚开始我们上的是普通工频变压器，结果机架里的温度总比设计值高 5 度，手往机架门上一摸，能明显感觉到热气往外冒。后来换成高频隔离变压器，嘿，转换效率从 89% 涨到 94% 不说，摸变压器外壳，就只有点温乎气儿。这事儿让我琢磨明白，高密度算力的地方，变压器自己耗多少电、散多少热，真能牵着整个机房的散热节奏走。

这些年，我们在这方面踩过不少坑。前两年，有一个金融算力集群，服务器总是在半夜宕机。我们查了三天，才发现是变压器的动态响应跟不上。那些高频交易服务器，算力峰值能一下子冲到额定功率的 1.5 倍。而老款变压器的磁芯饱和速度太慢，电压一下降，就会触发保护机制。后来，我们换成了带纳米晶合金铁芯的变压器。这种变压器的响应速度快了十倍，之后就再也没出过错。这说明，在算力场景中，变压器不光要考虑功率，瞬态性能也很关键。

选择变压器时，不能只看参数表。大家常说，240V 直流配电方案不错，效率比交流方案高 3 个点。但这种方案有个前提，就是服务器集群的规模要达到上千台。上次，我们给一个中小型边缘计算中心做推荐。对方核算成本后发现，定制 DC-DC 变压器的费用太高，承担不起。后面他们还是用了常规的 AC-DC 方案。所以，选择变压器要选合适的。这得看机房的规模、负载特性，甚至还要考虑未来三年的扩容计划。

安装调试的时候，老工程师的一些经验之谈很有用。接线端子一定要用扭矩扳手拧到规定的数值。上次有个机房，就因为多拧了半圈，导致接触电阻变大。半年后，变压器的端子就烧黑了。接地线缆的截面积也不能省，尤其是在雷雨多的地区。去年，南方有个数据中心，因为接地没做好，雷击的时候，变压器的浪涌保护器直接炸了，还连带烧坏了三台服务器。这些细节看起来小，但出了问题就会造成麻烦。

现在做液冷服务器方案，对变压器的要求又有了变化。在浸没式液冷的机箱里，油温能达到 35 度，普通的绝缘材料根本承受不住。我们尝试把变压器的铁芯换成耐高温的硅钢片，线圈用聚酰亚胺漆包线。这样一来，成本上涨了 15%，但变压器在满负载运行时，温度能稳定控制在 60 度以内。这也是从实践中摸索出来的经验，技术参数要跟着应用场景变化。