Für Systemintegratoren, Schaltschrankbauer und Elektroingenieure, die große Rechenzentrumsinfrastrukturen verwalten, geht es bei der Stromversorgung industrieller Server-Racks nicht nur um die Wattzahl – es geht um Effizienz, Redundanz und die Fähigkeit, die beispiellosen Leistungsdichten von KI- und Hochleistungs-Computing-Workloads zu bewältigen. Ein einziges Rack kann heute 100 kW oder mehr verbrauchen, und die Stromverteilungsarchitektur muss saubere, stabile Gleichspannung mit minimalen Verlusten vom Netzanschluss bis zur Serverlast liefern.
Das EA-PSBE 11000-40 3U von TPS Elektronik ist ein leistungsstarkes programmierbares bidirektionales DC-Netzteil der EA-PSBE-10000-Serie. Es akzeptiert 208–480V AC-Drehphaseneingang (±10%) und liefert 0–1000V DC bei 0–40A mit bis zu 15kW Ausgangsleistung. Mit bis zu 96% Wirkungsgrad sowohl im Quell- als auch im Senkenbetrieb, regenerativer Energierückgewinnung und Master-Slave-Skalierbarkeit für bis zu 64 Einheiten (1920kW Gesamtleistung) ist dieses 480v power supply für Rechenzentrumsinfrastrukturen entwickelt, bei denen Zuverlässigkeit, Effizienz und Skalierbarkeit nicht verhandelbar sind.
1. Die Herausforderung der Rechenzentrums-Stromversorgung: 480V-Verteilung und Rack-Zuverlässigkeit
Moderne Rechenzentren verzeichnen eine beispiellose Nachfrage nach Strom. KI-Trainingscluster, Hochleistungsrechnen und hyperkonvergente Infrastrukturen können 100 kW oder mehr pro Rack verbrauchen, was ein grundlegendes Umdenken in der Stromverteilungsarchitektur erzwingt.
In Nordamerika tritt der Netzstrom typischerweise mit 480V Drehstrom in das Rechenzentrum ein. Traditionell wird diese Spannung für IT-Geräte auf 208V/120V Einphasen heruntertransformiert – eine Umwandlung, die allein am Transformator Stromverluste von etwa 3 % verursacht. Führende Hyperscale-Betreiber verteilen zunehmend 480V Drehstrom direkt an die Racks, um damit hocheffiziente Gleichrichter zu speisen, die Wechselstrom mit minimalen Verlusten in Gleichstrom umwandeln. Einige moderne Rechenzentren führen 415V- oder sogar 480V-Drehstrom ein, um die Energieeffizienz weiter zu steigern.
Für Systemintegratoren und Elektroingenieure schafft dieser Wandel neue Anforderungen:
- Direkte 480V AC-Eingangsfähigkeit: Netzteile müssen 480V Drehphaseneingang akzeptieren, ohne dass Abwärtstransformatoren erforderlich sind
- Hoher Wirkungsgrad bei hoher Leistung: Jedes Prozent Wirkungsgrad bedeutet bei Maßstäben von mehreren Megawatt erhebliche Energieeinsparungen
- Redundanz: N+1- oder N+N-Konfigurationen sind für die Zuverlässigkeit von Rechenzentren der Tier-3- und Tier-4-Klassen unerlässlich
- Skalierbarkeit: Stromversorgungssysteme müssen mit der Nachfrage wachsen, ohne vorhandene Infrastruktur zu ersetzen
- Energierückgewinnung: Regenerative Lasten, die Energie an das Netz zurückgeben, senken Betriebskosten und Wärmeentwicklung
Das EA-PSBE 11000-40 3U adressiert all diese Anforderungen und liefert ein 480V AC-Eingangsnetzteil mit der Effizienz, Redundanz und Skalierbarkeit, die moderne Rechenzentrumsinfrastrukturen erfordern.
2. Produktübersicht: EA-PSBE 11000-40 3U 480v power supply
Das EA-PSBE 11000-40 3U ist ein leistungsstarkes programmierbares bidirektionales DC-Netzteil der EA-PSBE-10000-Serie, das für den Zweiquadrantenbetrieb als Stromquelle und regenerative elektronische Last ausgelegt ist. Es ist als 3U-Rack-montierbare Einheit erhältlich und damit für die Integration in Standard-19-Zoll-Rechenzentrums- und Industrieracks geeignet.
Wichtige technische Daten für Rechenzentrumsinfrastrukturanwendungen:
- Ausgang: 0–1000V DC, 0–40A, bis zu 15kW
- Eingang: 208–480V AC (±10%) Drehstrom, 45–66Hz, mit aktivem PFC >0,99
- Wirkungsgrad: Bis zu 96 % im Quell- und Senkenbetrieb
- Regelmodi: CV, CC, CP, CR mit schnellem Übergang
- Regelgenauigkeit: Spannung ≤0,05 % FS, Strom ≤0,1 % FS
- Display: 5-Zoll-Farb-TFT-Touchscreen mit intuitiver Benutzeroberfläche
- Schnittstellen: Galvanisch getrennte USB-, Ethernet- und Analog-Schnittstellen (0–5V/0–10V); optional CAN, CANopen, Profibus, EtherCAT, Profinet, Modbus
- Befehlssprachen: SCPI und ModBus, LabVIEW-, IVI-Treiber
- Bauform: 3U-Rack-montierbar, geeignet für Tisch- oder Rack-Installation
- Skalierbarkeit: Master-Slave-Parallelbetrieb für bis zu 64 Einheiten
Die EA-PSBE-10000-Serie ist die Economy-Variante der EA-PSB-10000-Serie und bietet die gleiche Leistung, Konnektivität und bidirektionale Funktionalität bei gleichzeitig reduzierten Kosten durch optimierte Softwarefunktionen. Dies macht sie zur idealen Wahl für Rechenzentrumsinfrastrukturanwendungen, bei denen Kernleistung und Zuverlässigkeit im Vordergrund stehen und erweiterte Softwarefunktionen nicht erforderlich sind.
3. Weiter Drehphaseneingang: 208–480V für den weltweiten Rechenzentrumseinsatz
Rechenzentren arbeiten mit unterschiedlichen Netzspannungen, abhängig von ihrem geografischen Standort. In Nordamerika ist 480V Drehstrom der Standard für große Einrichtungen; in Europa und vielen anderen Regionen ist 380V oder 400V Drehstrom üblich. Das EA-PSBE 11000-40 3U akzeptiert 208–480V AC Drehphaseneingang (±10%) und deckt damit das gesamte Spektrum globaler Rechenzentrumsspannungen ab.
Dieser weite Eingangsbereich bietet mehrere Vorteile für die Rechenzentrumsinfrastruktur:
- Globaler Einsatz: Eine einzige Netzteilplattform kann in Rechenzentren weltweit ohne regionale Varianten eingesetzt werden
- Direkter 480V-Betrieb: Eliminiert die Notwendigkeit von Abwärtstransformatoren auf Rack-Ebene und reduziert so Stromverluste und vereinfacht die Installation
- 208V-Kompatibilität: Unterstützt Einrichtungen, die mit 208V Drehstrom betrieben werden (mit Leistungsreduzierung auf 9kW bei 208V)
- Active PFC: Die Leistungsfaktorkorrektur >0,99 gewährleistet eine effiziente Nutzung der elektrischen Infrastruktur der Einrichtung und minimiert harmonische Verzerrungen
Für die 480V-Rechenzentrums-Stromverteilung ist die Fähigkeit, 480V AC-Eingang direkt zu akzeptieren, ein erheblicher Vorteil. Rechenzentren, die 480V Drehstrom an die Racks verteilen und damit Gleichrichter speisen, können Transformatorverluste von bis zu 3 % vermeiden und so die Gesamteffizienz der Einrichtung verbessern. Der weite Eingangsbereich und der hohe Wirkungsgrad des EA-PSBE 11000-40 3U machen es zu einem idealen Baustein für diese hocheffizienten Architekturen.
4. Bidirektionale Stromversorgung mit Energierückgewinnung: Bis zu 96% Wirkungsgrad
Eines der herausragendsten Merkmale des EA-PSBE 11000-40 3U ist seine bidirektionale Fähigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzteilen, die nur Strom liefern, fungiert dieses Gerät sowohl als Stromversorgung (Quelle) als auch als elektronische Last (Senke) in einem einzigen Gerät. Der Übergang zwischen diesen beiden Betriebsmodi erfolgt ohne Unterbrechung oder Zeitverlust.
Im Lastbetrieb (Senkenmodus) gewinnt das Gerät die verbrauchte Gleichstromenergie zurück und speist sie mit einem Wirkungsgrad von bis zu 96 % in das lokale Stromnetz zurück. Diese regenerative Fähigkeit ist besonders wertvoll für Rechenzentrumsanwendungen, bei denen:
- Batterietests und -konditionierung: USV-Batteriestränge erfordern regelmäßige Tests und Konditionierung; die regenerative Last gibt die Energie an das Netz zurück, anstatt sie als Wärme abzuführen
- Netzteilvalidierung: Tests redundanter Netzteile und Gleichrichter können mit Energierückgewinnung durchgeführt werden, was die Betriebskosten senkt
- DC-DC-Wandler-Tests: Charakterisierung des Wirkungsgrads von On-Board-DC-DC-Wandlern in Server- und Netzwerkgeräten
Der hohe Wirkungsgrad von bis zu 96 % sowohl im Quell- als auch im Senkenbetrieb führt bei skalierter Anwendung zu erheblichen Energieeinsparungen. In einem großen Rechenzentrum mit mehreren Netzteilen kann die Kombination aus hohem Wandlungswirkungsgrad und regenerativer Energierückgewinnung die Gesamtbetriebskosten senken und die Wärmebelastung der Kühlinfrastruktur minimieren.
Für 480V-Rechenzentrums-Stromversorgungen machen die bidirektionale Fähigkeit und die Energierückgewinnung das EA-PSBE 11000-40 3U zu einer idealen Lösung für die Prüfung der Strominfrastruktur, die Validierung von Batteriesystemen und das Testen von On-Board-Ladegeräten.
5. Redundanz und Skalierbarkeit: N+1, N+N und 64-Einheiten-Parallelsysteme
Die Zuverlässigkeit von Rechenzentren hängt von redundanten Stromarchitekturen ab. Das EA-PSBE 11000-40 3U unterstützt sowohl N+1- als auch N+N-Redundanzkonfigurationen durch seine Master-Slave-Parallelbetriebsfähigkeit.
N+1-Redundanz: Eine Reserveeinheit pro kritischem Pfad bietet Schutz gegen einen einzelnen Netzteilausfall. Dies ist die Standardkonfiguration für Einrichtungen der Tier-2–3-Klassen. Bei einer 60kW-Last würde eine N+1-Konfiguration fünf 15kW-Einheiten verwenden – vier aktiv und eine redundant.
N+N-Redundanz: Vollständige Duplizierung jedes Strompfads bietet maximalen Schutz gegen Ausfälle und ermöglicht Wartung ohne Betriebsunterbrechung. Dies ist typisch für Einrichtungen der Tier-4-Klasse, in denen kontinuierlicher Betrieb erforderlich ist.
Der Master-Slave-Bus des EA-PSBE 11000-40 3U ermöglicht den Parallelbetrieb von bis zu 64 Einheiten aller Leistungsklassen der 10000er-Serie mit einer Gesamtleistung von bis zu 1920kW. Der galvanisch getrennte Share-Bus gewährleistet die Stromverteilung zwischen parallelen Einheiten und verhindert, dass eine einzelne Einheit überlastet wird.
Diese Skalierbarkeit ist für die Rechenzentrumsinfrastruktur unerlässlich, da:
- Der Strombedarf im Laufe der Zeit wächst: Neue Racks und Geräte können hinzugefügt werden, ohne die vorhandene Strominfrastruktur zu ersetzen
- Mehrere Stromzonen: Verschiedene Racks oder Pods können unterschiedliche Stromanforderungen haben, die von einem skalierbaren Stromversorgungssystem bedient werden können
- Die Redundanzanforderungen variieren: Verschiedene Service-Level können unterschiedliche Redundanzgrade erfordern, die alle von derselben skalierbaren Plattform unterstützt werden
6. Umfassender Schutz für kritische Infrastrukturen
Die Strominfrastruktur von Rechenzentren muss sowohl die Geräte als auch die Einrichtung vor elektrischen Fehlern schützen. Das EA-PSBE 11000-40 3U verfügt über umfassende Schutzfunktionen:
- OVP (Überspannungsschutz): Einstellbar von 0–110 % der Nennspannung, schützt angeschlossene Lasten vor Spannungsausschlägen
- OCP (Überstromschutz): Verhindert Schäden durch übermäßige Stromaufnahme
- OPP (Überleistungsschutz): Schaltet den Ausgang ab, wenn die Leistung sichere Grenzen überschreitet
- OTP (Übertemperaturschutz): Reduziert den Ausgang oder schaltet ab, wenn die Innentemperatur die sicheren Betriebsgrenzen überschreitet
Für kritische Infrastruktur-480V-Stromversorgungen sind diese Schutzfunktionen unerlässlich – Rechenzentrumsgeräte stellen erhebliche Kapitalinvestitionen dar, und der Schutz vor elektrischen Fehlern verhindert kostspielige Schäden und Ausfallzeiten.
Das Gerät verfügt außerdem über Remote Sensing mit automatischer Erkennung, das Spannungsabfälle in Kabeln kompensiert und sicherstellt, dass die Spannung an der Last genau der programmierten entspricht. Dies ist besonders wichtig in Rechenzentrumsanwendungen, wo Kabelwege lang sein können und Spannungsabfälle erheblich sind.
Für redundante 480V-Server-Stromversorgungen stellt die Kombination aus umfassendem Schutz, Remote Sensing und skalierbarem Parallelbetrieb sicher, dass kritische Infrastrukturen saubere, stabile, geschützte Energie erhalten – vom Netzanschluss über das Netzteil bis zur Serverlast.
7. Technische Daten auf einen Blick
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Modell | EA-PSBE 11000-40 3U |
| Ausgangsspannung | 0–1000V DC |
| Ausgangsstrom | 0–40A |
| Ausgangsleistung | 0–15kW |
| Eingangsspannung | 208–480V AC ±10%, Drehstrom, 45–66Hz |
| Leistungsfaktor | >0,99 (aktives PFC) |
| Wirkungsgrad | Bis zu 96 % |
| Spannungsgenauigkeit | ≤0,05 % FS |
| Stromgenauigkeit | ≤0,1 % FS |
| CV-Lastregelung | ≤0,05 % FS |
| CC-Lastregelung | ≤0,1 % FS |
| Regelmodi | CV, CC, CP, CR |
| Auflösung | 16-Bit-ADCs und DACs |
| Display | 5″ Farb-TFT-Touchscreen |
| Schnittstellen | USB, Ethernet, Analog, Master-Slave, Share-Bus |
| Schutz | OVP, OCP, OPP, OTP |
| Parallelbetrieb | Bis zu 64 Einheiten (1920kW Gesamt) |
| Bauform | 3U-Rack-montierbar |
Vollständiges EA-PSBE 11000-40 3U-Datenblatt anzeigen →
