電源供應器/電子負載
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V core電源測試方案

 

 

 

關鍵字: Vcore, Voltage Regulator Module (VRM), Voltage Regulator Test Tool (VRTT), AI server, CPU, GPU, NPU

 

 

 

V core DC-DC電源轉換模組 (Voltage Regulator Module, VRM) 的重要性

 

 

處理器(CPU中央處理器、GPU圖形處理器等)作為運算系統的核心，其運算效能高度依賴穩定且精確的供電。V core電源是處理器核心運作所需的關鍵電壓，其重要性體現在以下幾個方面：

 

 

  • 確保處理器正常運作： V core 電壓必須在處理器廠商規範的範圍內，過高或過低的電壓都可能導致處理器運作不穩定、甚至損壞。
  • 提供處理器所需的功率： 現代處理器在不同負載下功耗變化劇烈，電源轉換模組 (Voltage Regulator Module, VRM) 必須能夠提供足夠且穩定的電流，以滿足處理器的功率需求。
  • 影響系統效能： 穩定且精確的 V core 電壓能確保處理器在高負載下維持最佳效能，避免因供電不足而降頻或產生錯誤。
  • 決定系統的穩定性： 不穩定的 V core 電壓容易導致系統崩潰、死機或其他不可預測的錯誤，尤其是在高負載或超頻等極端情況下。
  • 影響處理器的壽命： 長期處於超出規範的電壓或過高的溫度下運作，會加速處理器的老化，縮短其使用壽命。 

 

因此，對 V core電源轉換模組 (Voltage Regulator Module, VRM)進行嚴謹的測試至關重要，可以確保產品的品質與可靠性，否則因為電源完整性(Power Integrity)不良造成昂貴的處理器(Nvidia GB200售價介於六萬至七萬美金)損壞是運算系統供應商重大的內部失敗成本。

 

 

動態測試、靜態測試與破壞性測試

 

 

由於動態測試需搭配處理器廠商提供的測試工具簡稱Voltage Regulator Test Tool (VRTT)或第三方的動態負載，請參考處理器廠家的測試手冊。不論動態測試或靜態測試都需要將處理器的插座(Socket)轉為可連接靜態電子負載與動態電子負載的中介轉板(interposer)，下圖為中介轉板的示意圖，此轉板有八組端子連接靜態電子負載，中間的處理器中介插座則用於連接動態負載。

 

 

 

 

 

 

 

 

本文的測試方案是提供完整靜態測試所需的儀器，靜態測試包含：

 

  • SVSC（Static Voltage Static Current），靜態電壓靜態電流。
  • DVSC（Dynamic Voltage Static Current），動態電壓靜態電流
  • 破壞性測試：第一階段確認保護機制；第二階段進行破壞性測試，確認電源異常後對伺服器主板的損壞程度。

 

 

靜態測試以固定的電流進行測試，所需儀器包含：

 

 

靜態測試以固定的電流進行測試，所需儀器包含：

 

  •  支援1000 A的電子負載。固緯電子的建議型號為PEL-5012C-150-1200
  • 量測V core 電壓，六位半精度的資料蒐集器。DAQ-9600+DAQ-901
  • 量測V core 電流的精密分流器。Prodigit 1000A
  • 提供散熱風扇的直流電源供應器。PSR-60-6

 

 

測試架構示意圖

 

 

 

 

 相關儀器主要規格

 

 

 

 

 

 

 

 

 

分流器規格

Range

Shunt Value

DC Accuracy

(Typical)

DC Accuracy

(Maximum)

AC Accuracy
(± % of Reading + Range)

Max Input (DC/AC RMS)

Output Voltage

1000 A

0.0001 Ω

0.02 % of Reading

+ 0.01 % of Range

0.05 % of Reading

+ 0.05 % of Range

50 Hz to 200 Hz

0.1 % Reading +Range

201 Hz to 300 Hz

0.2 % Reading +Range

301 Hz to 400 Hz

0.4 % Reading +Range

1000 A

0.1 V

200 A

0.001 Ω

0.02 % of Reading

0.04 % of Reading

0.10 % of Reading

250 A

0.2 V

20 A

0.01 Ω

0.01 % of Reading

0.02 % of Reading

0.10 % of Reading

30 A

0.2 V

2 A

0.1 Ω

0.01 % of Reading

0.02 % of Reading

0.10 % of Reading

4 A

0.2 V

0.2 A

1 Ω

0.01 % of Reading

0.02 % of Reading

0.10 % of Reading

0.4 A

0.2 V

分流器為四線式，並可調整校正。

 

 

5位半電流錶規格

Range

Resolution

DC Accuracy (± % of Reading + Range)

AC Accuracy (± % of Reading + Range)

Typical

Maximum

1000 A

0.01 A

0.04 + 0.01

0.08 + 0.01

50 Hz to 200 Hz

0.5 + 0.1

201 Hz to 300 Hz

0.5 + 0.2

301 Hz to 400 Hz

0.5 + 0.4

200 A

0.001 A / 0.01 A

0.04 + 0.01

0.08 + 0.01

0.5 + 0.05

20 A

0.0001 A / 0.001 A

0.02 + 0.01

0.04 + 0.01

0.5 + 0.05

2A

0.01 mA / 0.1 mA

0.02 + 0.01

0.04 + 0.01

0.5 + 0.05

0.2 A

0.0001 A / 0.01 mA

0.02 + 0.01

0.04 + 0.01

0.5 + 0.05

 

 

 

環境狀態

  • 操作溫度: 0 °C to 40 °C (規格保證範圍23 °C ± 2 °C)
  • 溫度係數:
    • 在2 A和2 A檔位: ± 0.01 % / °C (20 °C to 40 °C)
    • 在20 A檔位: ± 0.02 % / °C (20 °C to 40°C)
    • 在200 A檔位: ± 0.003 % / °C (20 °C to 40°C)
    • 在1000 A檔位: ± 0.005 % / °C (20 °C to 40 °C)

 

電源及機械結構資訊

  • 輸入電源:
    AC 115 V / 230 V ± 10 %, 50 Hz / 60 Hz (可選擇)
  • 冷卻方式: 強制風扇冷卻
  • 重量: 5 kg
  • 尺寸: 440(W) mm × 88.9(H) mm × 410(D) mm

 固緯測試方案的優勢，在相同測試精度下可有效降低測試成本，歡迎洽詢。

 

 

 

 

超 高 功 率 直 流 電 子 負 載

SPECIFICATIONS

MODEL

PEL-5008C-150-800

PEL-5010C-150-1000

PEL-5012C-150-1200

Power *1

8 kW

10 kW

12 kW

Current

0 A to 80 A

0 A to 800 A

0 A to 100 A

0 A to 1000 A

0 A to 120 A

0 A to 1200 A

Voltage

0 V to 150 V

Min. Operating Voltage

0.7 V @ 800 A

0.7 V @ 1000 A

0.7 V @ 1200 A

Protections

Over Power Protection (OPP)

105 %

Over Current Protection (OCP)

104 %

Over Voltage Protection (OVP)

105 %

Over Temp Protection (OTP)

90 °C ± 5 °C

Constant Current Mode

Range *2

80 A

800 A

100 A

1000 A

120 A

1200 A

Resolution

1.28 mA

12.8 mA

1.6 mA

16 mA

1.92 mA

19.2 mA

Accuracy *3

± 0.05 % of (Setting + Range)

Constant Resistance Mode

Range

11250 Ω to 0.1875 Ω

0.1785 Ω to 0.0009 Ω

9000 Ω to 0.15 Ω

0.15 Ω to 0.0007 Ω

7500 Ω to 0.125 Ω

0.125 Ω to 0.0006 Ω

Resolution

88.888 µS

3.125 µΩ

111.111 µS

2.5 µΩ

133.333 µS

2.048 µΩ

Accuracy

± 0.2 % of (Setting + Range)

Constant Voltage Mode

Range

150 V

Resolution

2.5 mV

Accuracy

± 0.05 % of (Setting + Range)

Constant Power Mode

Range

800 W

8000 W

1000 W

10000 W

1200 W

12000 W

Resolution

12.8 mW

128 mW

16 mW

160 mW

19.2 mW

192 mW

Accuracy

± 0.1 % of (Setting + Range)

Constant Voltage Mode + Constant Current Mode

Range

150 V

800 A

150 V

1000 A

150 V

1200 A

Resolution

2.5 mV

12.8 mA

2.5 mV

3.2 mA

2.5 mV

19.2 mA

Accuracy

± 1.0 % of (Setting + Range)

Constant Voltage Mode + Constant Power Mode

Range

150 V

8000 W

150 V

10000 W

150 V

12000 W

Resolution

2.5 mV

128 mW

2.5 mV

160 mW

2.5 mV

192 mW

Accuracy

± 1.0 % of (Setting + Range)

Surge Test

Surge & Normal current

0 A to 800 A

0 A to 1000 A

0 A to 1200 A

Surge Time

10 ms to 1000 ms

10 ms to 1000 ms

10 ms to 1000 ms

Surge Step

1 to 5

MPPT Mode

Algorithm

P&O

Load Mode

CV

P&O Interval

1000 ms to 60000 ms; resolution 1000 ms

Dynamic Mode

Timing

Thigh & Tlow

0.010 ms to 9.999 ms / 99.99 ms / 999.9 ms / 9999 ms

Resolution

0.001 ms / 0.01 ms / 0.1 ms / 1 ms

Accuracy

1 µs / 10 µs / 100 µs / 1 ms + 500 ppm

Slew Rate

0.0192 A to 1.2 A / µs

0.192 A to 12 A / µs

0.024 A to 1.5 A / µs

0.24 A to 15 A / µs

0.0288 A to 1.8 A / µs

0.288 A to 18 A / µs

Resolution

0.0048 A / µs

0.048 A / µs

0.006 A / µs

0.06 A / µs

0.0072 A / µs

0.072 A / µs

Min. Rise Time

66.7 µs (typical)

Current

Range

0 A to 80 A

80 A to 800 A

0 A to 100 A

100 A to 1000 A

0 A to 120 A

120 A to 1200 A

Resolution

1.28 mA

12.8 mA

1.6 mA

16 mA

1.92 mA

19.2 mA

Measurement

Voltage Read Back

Range (5 Digital)

0 V to 15 V

15 V to 150 V

0 V to 15 V

15 V to 150 V

0 V to 15 V

15 V to 150 V

Resolution

0.25 mV

2.5 mV

0.25 mV

2.5 mV

0.25 mV

2.5 mV

Accuracy

± 0.025 % of (Setting + Range)

Current Read Back

Range (5 Digital)

0 A to 80 A

80 A to 800 A

0 A to 100 A

100 A to 1000 A

0 A to 120 A

120 A to 1200 A

Resolution

1.28 mA

12.8 mA

1.6 mA

16 mA

1.92 mA

19.2 mA

Accuracy

± 0.05 % of (Setting + Range)

Power Read Back

Range (5 Digital)

8000 W

10000 W

12000 W

Accuracy

± 0.06 % of (Setting + Range)

General

Typical Short Resistance

0.0009 Ω

0.0007 Ω

0.0006 Ω

Maximum Short Current

800 A

1000 A

1200 A

Load ON Voltage

0.25 V to 62.5 V

Load OFF Voltage

0 V to 62.5 V

Power Consumption

920 VA

Dimension (H x W x D)

571.6 mm x 481 mm x 757.3 mm

Dimension (H x W x D) ~ w/o Rack Mount kit, wheels

467.6 mm x 445.2 mm x 757.3 mm

Weight

77.5 kg

84.8 kg

92 kg

Temperature *4

0°C to 40 °C

Safety & EMC

CE

 

 

 

 

 

 

 

冷卻方式 : 智慧型風扇冷卻

註 *1 : 環境溫度= 25 °C時的額定功率規格

註 *2 : CC模式可強制於range II

輸入電源 : AC 100 V to 240 V ± 10 %, 50Hz / 60 Hz, Signal-phase

註 *3 : 如果工作電流低於0.1 %範圍，則精度規格為0.1 % F.S.

註 *4 : 操作溫度範圍為0°C到40 °C，此規格表內之精確度僅適用於25 °C ± 5 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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戴 安 娜 小姐 

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