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La energía verde toma el protagonismo (continuación)

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Los servidores también se benefician de este aumento de la eficiencia, “sufren” menos estrés térmico y muestran una mayor fiabilidad con una mejor refrigeración. Todo ello contribuye a incrementar la duración de los equipos.

Con la información recogida de fuentes de alimentación estándares y a medida (sector de las comunicaciones) en siete centros de diseño repartidos por el planeta, Murata se ha convertido en el líder mundial en PSU front-end 1U Gold y Platinum. Esta compañía ofrece productos que ofrecen 400 W en las versiones más compactas (con un ancho de 54 mm) y hasta 2800 W en un solo shelf. El diseño de shelf S1U-3X soporta ratios de potencia de hasta 6000 W.

Las soluciones de elevada eficiencia energética no sólo se aplican a los módulos front-end que se han “acogido” a la iniciativa 80 PLUS, sino que las bondades de los diseños eficientes “salpican” a todo el sistema. La mayoría de ordenadores y servidores de telecomunicaciones, por ejemplo, emplean una arquitectura de potencia distribuida en la que una o más fuentes de alimentación front-end suministran electricidad a un árbol de convertidores DC/DC de punto de carga (POL) e intermedios. La tensión de distribución es superior a la requerida por la práctica totalidad de circuitos integrados (IC) digitales y, por lo tanto, minimiza las pérdidas de track de PCB y cableado.

Enpirion EN5339QIUn voltaje de distribución normalmente usado es el de 12 V. La conversión desde este nivel a los 1 o 2 V necesarios en el POL, vuelve a demandar innovación por parte de los fabricantes de PSU, tanto en eficiencia como en densidad. Un buen ejemplo es el modelo EN5339QI de Enpirion, un power system-on-a-chip (PowerSoC) que usa tecnología de MOSFET de elevada velocidad para soportar frecuencias de conmutación altísimas. Este diseño consigue reducir el footprint en un 20 por ciento y el perfil en un 40 por ciento con respecto a soluciones previas de 3 A de Enpirion.

El PowerSoC integra controlador, MOSFET de potencia, red de compensación e inductor en un diminuto encapsulado de 4 x 6 mm y ofrece un ratio de eficiencia de hasta el 95 por ciento.

Otro proveedor que busca incrementar la eficiencia es Aimtec, una compañía relativamente nueva en los segmentos AC/DC y DC/DC. Este fabricante proporciona PSU AC/DC de montaje en chasis y unidades de hasta 150 W que se pueden soldar en la PCB.

La presencia de control digital es cada vez más frecuente en arquitecturas de potencia distribuida. Los “líderes” del sector han decidido soportar el PMbus como una forma de monitorización del rendimiento de los convertidores POL y sus cargas. El PMBus es un protocolo abierto desarrollado específicamente para la gestión de sistemas eléctricos. Este bus serie, basado en el System Management Bus (SMbus), es una variante del exitoso bus serie I2C. El SMbus ya está siendo utilizado en ordenadores y servidores, por lo que su incorporación parece ser una elección apropiada.

Los comandos y las respuestas se envían sobre el PMbus entre una unidad de gestión de sistema y controladores de potencia en placas plug-in o en los propios convertidores POL. Aquí, la serie GE Energy DLynx dota a los clientes de la capacidad de usar el protocolo de comunicaciones para poder optimizar la conversión eléctrica. Aparte de ofrecer monitorización y ajustes, los comandos facilitan la creación de diseños “complejos” para mejorar la eficiencia y detectar fallos automáticamente.

El PMbus también hace posible una gestión dinámica del consumo energético al controlar los estados de rendimiento de diversos componentes, como los microprocesadores. Por ejemplo, el Advanced Configuration & Power Interface (ACPI) ayuda (mediante lógica externa) a evitar que un procesador entre en estado de elevada velocidad y alta energía y puede “situarlo” en modo sleep. Gracias a técnicas como la virtualización del sistema, estas funciones se están empleando en servidores de centros de datos para asegurar que las cargas de trabajo de software son procesadas usando los estados de “mínima energía” de los diferentes procesadores del sistema.

Los protocolos de gestión minimizan el estrés térmico (y la consecuente necesidad de refrigeración) al evitar la formación de “puntos calientes”. Las cargas de trabajo en los procesadores más utilizados, que podrían causar una operación con elevada velocidad de reloj (con mayor consumo de energía), se “comparten” con otros procesadores menos “ocupados”. Además, los dispositivos que no se necesitan en un determinado momento se “mandan” a modo sleep y la potencia de sus módulos disminuye, todo ello bajo la supervisión del PMbus. La estandarización del PMBus también es posible para aquellos proveedores que quieren mejorar las capacidades y bajar el coste sin “reinventar la rueda”.

Ericsson Power Modules ofrece dispositivos Advanced Bus Converter (ABC) y POL con comunicaciones PMbus. Recientemente, la compañía ha introducido las nuevas series BMR457 de módulos Eight Brick de 250 a 300 W y Quarter Brick BMR456 con 12 V para el rango de 400 a 468 W. Estas soluciones DiPOL controladas digitalmente para POL cuentan con funciones de lectura y escritura compatibles con PMBus y se presentan en versiones de 12, 20 y 40 A.

El fabricante Delta acaba de presentar módulos brick controlados digitalmente con soporte PMbus, comenzando con modelos con una capacidad de 600 W y continuando con versiones con mayores niveles de potencia que llegarán a lo largo de este 2013. El fabricante también abarca el ámbito de Intermediate Bus Converter para sistemas de comunicaciones de datos de elevada tensión, suministrando 11 V a 50 A desde una fuente nominal de 350 V en un formato half brick.

Para tareas de alimentación front-end, la gama DS1200 de módulos distribuidos de Emerson Network Power no sólo aporta compatibilidad de PMbus, sino que también cumple con el estándar de eficiencia 80 PLUS Platinum.

El resultado es un portfolio completo de productos que responden a la demanda de eficiencia energética por parte de la Administración Pública y los clientes.

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