大家可能都聽說過“云計(jì)算”,，但是大多數(shù)人對(duì)于“云計(jì)算”的認(rèn)識(shí)僅限于我們可以通過計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)訪問重要數(shù)據(jù),，至于這些數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)在什么地方則不必考慮,。那么究竟什么是云計(jì)算呢,？云計(jì)算是指負(fù)責(zé)在全球范圍內(nèi)存儲(chǔ)和移動(dòng)數(shù)據(jù)的許多遠(yuǎn)程服務(wù)器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),，我們可以通過Wi-Fi,、LAN或蜂窩網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行訪問,。這些遠(yuǎn)程服務(wù)器的作用類似于大型存儲(chǔ)設(shè)備,，包含多個(gè)服務(wù)器集群并安裝在通常稱作服務(wù)器農(nóng)場的倉庫中。這些服務(wù)器農(nóng)場需要處于恒定的環(huán)境溫度（最理想的溫度范圍是68至71華氏度）,，才能發(fā)揮最佳性能并最大程度地減少故障,。這些服務(wù)器農(nóng)場通常通過中央空調(diào)系統(tǒng)降溫,，或者通過中央暖氣系統(tǒng)升溫，具體取決于它們所在的位置（例如,，常見的辦公區(qū)域）,。

　　服務(wù)器機(jī)架實(shí)際上會(huì)通過一系列風(fēng)扇來冷卻內(nèi)部的電子元件。我們大多數(shù)人應(yīng)該都有過這種體驗(yàn),，電子設(shè)備在使用過程中會(huì)變得越來越熱,，最終導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)揮最佳性能。為了最大程度地削減散熱器的成本與尺寸,，我們可以改用無刷直流（BLDC）風(fēng)扇,，借助環(huán)境中的氣流來冷卻電子設(shè)備，也就是說利用供暖,、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)保持恒定的環(huán)境溫度,，然后通過BLDC風(fēng)扇吹動(dòng)氣流來冷卻服務(wù)器機(jī)架中的電子元件。

　　在傳統(tǒng)的服務(wù)器應(yīng)用中,，通常使用12V BLDC風(fēng)扇來冷卻機(jī)柜中的電子設(shè)備,。但就像汽車應(yīng)用一樣，服務(wù)器應(yīng)用往往也會(huì)出于某些原因而改用54V BLDC電機(jī),。本文將探討服務(wù)器制造商采用54V BLDC電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)12V BLDC電機(jī)的兩大主要原因,，并論述54V電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用所需的典型元件以及一些常見的電機(jī)控制算法。

　　服務(wù)器制造商之所以采用54V BLDC電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)12V BLDC電機(jī),，第一點(diǎn)是因?yàn)榭梢允褂盟姆种坏碾娏?，進(jìn)而可以使用較細(xì)的銅線。此外,，由于使用較少的原材料便可完成相同的工作量,，電機(jī)制造商還可以減小電機(jī)的尺寸，并因此降低電機(jī)的總成本,。第二點(diǎn)是因?yàn)榉?wù)器制造商可以節(jié)省昂貴的電纜成本,，與使用12V BLDC電機(jī)相比，使用54V BLDC電機(jī)時(shí)相同電源總線規(guī)格的電纜可以為四倍數(shù)量的電機(jī)供電,。高壓電機(jī)使用較細(xì)的電纜或較窄的PCB走線即可獲得相同的功率。

　　例如,，在450W服務(wù)器中,，12V BLDC風(fēng)扇消耗32W。通過功率公式（P= V x I,，I = P/V,，32W/12V=2.67A）可輕松計(jì)算為其供電所需的電流。在功率要求相同的前提下,，采用54V BLDC風(fēng)扇時(shí)所需的電流將降至約0.67A,，這樣一來,，服務(wù)器工程師便可以使用26號(hào)美國線規(guī)（AWG）電線，相比之下,，為12V BLDC風(fēng)扇供電卻需要使用20號(hào)AWG電線,。在PCB走線寬度方面，12V BLDC風(fēng)扇需要0.1英寸,，而54V BLDC風(fēng)扇只需要0.012英寸,，這樣一來，當(dāng)服務(wù)器工程師將所有電源走線敷設(shè)到服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)便可節(jié)省大量的電路板面積,。

　　服務(wù)器制造商采用54V BLDC電機(jī)還有一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì),，那就是能夠保證在外形尺寸與傳統(tǒng)12V BLDC電機(jī)相同的情況下以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行電機(jī)，從而增大空氣密度,。不過,，增加電機(jī)的扭矩功率需要更高的功率，這將需要額外的電流來提供支持,。例如,，服務(wù)器制造商可以使用50W BLDC電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的32W電機(jī)來實(shí)現(xiàn)更大的氣流。采用54V BLDC電機(jī)時(shí)僅需要0.93A電流,，這比12V BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)50W電機(jī)所需的電流小得多,。如果使用12V BLDC電機(jī)來完成相同的工作量，至少需要4.17A電流,。這意味著需要使用較寬的PCB走線和較粗的電纜,，成本高昂。使用54V總線電壓時(shí),，服務(wù)器制造商能夠以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行風(fēng)扇,，從而增大氣流密度，同時(shí)還能夠降低布線成本,。

使用54V電源總線面臨的挑戰(zhàn)

　　對(duì)于驅(qū)動(dòng)54V BLDC風(fēng)扇電機(jī)的電子設(shè)備而言,，存在一項(xiàng)挑戰(zhàn)。那就是服務(wù)器工程師不能使用舊的12V硬件來驅(qū)動(dòng)54V電機(jī),。他們需要使用工作電壓更高的電子元件,，以便有足夠的余量適用54V電源。圖1給出了54V BLDC控制電路的簡化框圖,，其中標(biāo)識(shí)了在不影響成熟電機(jī)控制算法的前提下驅(qū)動(dòng)54V BLDC電機(jī)所用的典型元件,。

圖1：54V BLDC控制電路的簡化框圖（其中標(biāo)識(shí)了在不影響成熟電機(jī)控制算法的前提下驅(qū)動(dòng)54V BLDC電機(jī)所用的典型元件）

　　不過，市場上有幾種硬件解決方案可以幫助簡化這種方案的轉(zhuǎn)變,。例如,，Microchip的MIC28514 75V同步降壓穩(wěn)壓器是一款針對(duì)第一階段功率轉(zhuǎn)換的出色解決方案（圖2）。該器件具有5A輸出電流能力,，能夠通過一個(gè)54V電源軌為多個(gè)BLDC系統(tǒng)供電,。MIC28514可將54V電源總線軌轉(zhuǎn)換為電源效率超過90%的傳統(tǒng)12V電源軌,，這樣一來，服務(wù)器工程師便可以繼續(xù)使用原先的電機(jī)控制算法和久經(jīng)考驗(yàn)的有源元件,。

圖2：使用Microchip的MIC28514 75V 5A同步降壓穩(wěn)壓器時(shí)的典型電源效率—輸出電流曲線

　　MOSFET驅(qū)動(dòng)器和MOSFET逆變器電路也必須滿足高壓MOSFET的要求,，54V BLDC應(yīng)用通常需要80V功率MOSFET。不過,，與12V系統(tǒng)相比,，電流要求已降至原先的四分之一，而且MOSFET導(dǎo)通電阻也變得沒那么重要,。

圖3：Microchip的MIC4607是一款85V三相MOSFET驅(qū)動(dòng)器,，具有自適應(yīng)死區(qū)以及防直通和過流保護(hù)

高壓電子元件使得在服務(wù)器應(yīng)用中選用54V BLDC電機(jī)成為可能

　　Microchip Technology等芯片制造商現(xiàn)已開發(fā)出諸如MIC28514 75V同步降壓穩(wěn)壓器之類的高壓集成電路，助力客戶利用54V BLDC電機(jī)技術(shù),，同時(shí)依然能夠使用成熟的電機(jī)控制算法和其他有源元件,。憑借這些高壓器件，服務(wù)器制造商可以采用54V電源總線技術(shù),，并因此能夠在PCB板上使用更小的電機(jī),、更細(xì)的銅線和更窄的布線，從而降低系統(tǒng)總成本,。此外,，由于電壓增加，這些器件還能以相同的外形尺寸增大空氣密度,。隨著云計(jì)算的逐漸普及以及云計(jì)算功能的不斷完善,，服務(wù)器制造商必須采用價(jià)格最為合理、性能最為優(yōu)異的解決方案,，才能在價(jià)格戰(zhàn)與性能戰(zhàn)中保持競爭力,。