数据中心中的 DC 800 V：为 AI 转型

数据中心转向800V DC：AI工作负载优化

超大规模数据中心正在从AC转向DC，以支持功率高达1 MW的机架。这消除了多次转换，减少了损耗，并降低了铜的使用量。Delta、Vertiv和Eaton等制造商正在推出直接转换方案，从数据中心外围的13.8 kV AC转换为800 V DC。

传统电源链涉及多达五次转换：从中压电网（1–35 kV）经过变压器、不间断电源（UPS）单元、服务器电源供应单元（PSU），一直到芯片。每一次转换都会产生2–5%的损耗，还伴随风扇和热量。一个1 MW机架需要200 kg的铜母线——对于一个1 GW数据中心，那就是200吨铜。

800V DC的优势

直接转换最小化了转换阶段：

• 风扇和PSU减少，从而降低热量产生。
• 更高的可靠性：故障点更少。
• 能效提升+5%。
• 设备占地面积更小。

从415 V AC切换到800 V DC，可使相同截面积电缆的容量提升85%。电流随电压成反比下降（I = P/U），因此电阻损耗（I²R）大幅降低。结果如下：

| 参数 | AC 415 V | DC 800 V |

|--------------|----------|----------|

| 电缆容量 | 100 % | 185 % |

| 铜用量 | 100 % | 55 % |

| 效率 | 基准 | +5 % |

| 1 GW 的 TCO | 基准 | -30 % |

制造商解决方案

Vertiv正在开发与NVIDIA Vera Rubin Ultra Kyber集成的800 V DC生态系统，预计2026年下半年发布。

Eaton使用固态中压变压器（SST）进行DC分配。SST可实现无需传统变压器的直接AC-DC转换。

Delta提供基于800 V DC的660 kW在行电源机架，内置480 kW电池。这是一种机架级解决方案，便于快速部署。

SolarEdge专注于效率达99%的SST，与DC UPS和分配系统兼容。

技术实现细节

在DC架构中，电源以800 V传输至机架，然后本地DC-DC转换器（降压型）将其降至54 V或更低以供芯片使用。这需要重新设计PDU、母线和电缆。

关键挑战：

• 与现有机架的兼容性——需要适配器或新型机架PDU。
• 安全性：800 V DC由于缺少零交叉，比AC更危险，需要增强绝缘和保护措施。
• 冗余：DC UPS更简单，电池可直接连接而无需逆变器。

对于配备GPU的AI集群（例如NVIDIA Blackwell或Rubin），800 V DC至关重要：1 MW机架在1 kV时抽取约1000 A，但800 V可优化标准组件。

关键要点

• 从13.8 kV AC到800 V DC的直接转换，可将损耗降低5–10%，铜用量降低45%。
• 机架功率从10 kW扩展到1 MW，使得AC效率低下。
• GW级数据中心的TCO降低30%，得益于更小的电缆和设备。
• 2026年发布：Vertiv+NVIDIA、Delta 660 kW机架、Eaton SST。
• DC提升密度：冷却和PSU所需空间更少。

— Editorial Team