技术 | 从板级供电到800V机架,Molex如何打通AI数据中心的大电流互连链路?

来源: 芯查查资讯 作者:程文智 2026-10-13 16:01:16

在一台AI服务器或高性能计算设备中,电能需要经过电源输入、功率转换模块、PCB、线缆、连接器和机架母排,才能最终送到处理器、加速卡等负载。随着设备功率不断提高,这条看似简单的供电链路正在面临更大的设计压力。


 一方面,系统需要在有限空间内传输数百安培电流;另一方面,480V交流、800V直流等高压供电架构也在对爬电距离、绝缘、防误插和维护安全提出更高要求。对于工程师而言,在系统设计时,不仅要考虑“连接器能通过多少电流”,还要必须考量接触电阻、温升、线缆弯曲半径、装配公差、盲插能力,以及长期可靠性等问题。


针对这些问题,Molex构建了覆盖高功率连接器、线缆组件、导电母排及开发服务的大电流互连产品组合,可以从单个接口出发,进一步打通设备内部到机架配电系统的完整电力链路。

多触点设计,解决板级连接的可靠性问题 

大电流连接器首先需要处理的是接触电阻。根据焦耳定律P=I2R,导体产生的热量与电流平方成正比。当电流进入数百安培级别后,即使接触电阻只增加很小的数值,也可能带来明显的压降、功率损耗和温升。


Molex的COEUR 插座技术 (COEUR Socket Technology) 采用冠簧式弹性端子结构。每个端子带有多个弹臂,并通过多个接触点与公针连接。据Molex电源与信号解决方案事业部FEPD首席工程师何宜泽介绍,这种设计能够提高接触冗余,并降低连接位置的接触电阻。 在此基础上,Molex开发了Sentrality、PowerWize、UltraWize、SW1、SideWize和HyperQube等不同产品,分别覆盖板对板、板对母排、线对板、线对母排及面板安装等场景。

图:Molex采用浮动结构的板对板连接器(来源:Molex,下同)

其中,Sentrality主要承担PCB与PCB、PCB与母排以及母排与母排之间的连接。其标准产品按照端子尺寸划分为3.4mm、6.0mm、8.0mm、11.0mm等规格,对应载流能力覆盖75A至350A。


不过,额定电流并不是Sentrality唯一值得关注的特性。在板对板系统中,上下两块PCB以及多个连接器都存在位置公差。如果连接器完全刚性固定,公差累积可能造成公母端偏移,严重时还会影响正常对接。Sentrality浮动式插座可以在360°方向补偿最高±1.0mm的径向错位,并利用自身结构完成导正,更适合多连接器并行、盲插或装配精度受到限制的设备。


此外,Sentrality提供表面贴装、压接、鱼眼压接和螺钉安装等连接方式,还可通过直角公针、直角插座及绝缘外壳组合,适配垂直、共面、反向共面和夹层连接。这样一来,工程师便可以根据PCB与母排的位置关系选择连接结构,而不需要围绕单一连接器重新调整整机布局。

在有限空间内,把电流送到高功率负载

如果说Sentrality重点解决的是板与板之间的连接,那么UltraWize则是针对空间受限条件下的线对板供电而设计的。


在1U服务器、电源模块等设备中,大线径线缆通常比较硬,传统连接器后方还需要预留弯曲半径,这会占用本就紧张的内部空间。UltraWize采用侧向出线和紧凑的端子排列,让线缆在完成对接后沿PCB方向引出,从而降低连接高度,并减少线缆转弯所需空间。


据何宜泽介绍,其UltraWize产品可在25mm×25mm的小占板面下支持200A进/200A出的应用,该产品具有向上扩展的设计弹性,未来可在维持相同板端连接器的基础上支持更高电流应用。而且,该产品采用机械防误插结构,板端连接器可兼容表面贴装回流焊工艺。需要注意的是,这些数据对应设备内部的低压大电流配置,不能与高压版本的参数直接合并。

图:Molex UltraWize产品家族(来源:Molex)

针对高压输入应用,Molex正在积极开发支持800V直流或480V交流架构的连接方案,并规划集成功率检测功能,以满足高压直流数据中心电源等场景的需求。新方案可用于高压直流数据中心电源或固态变压器等设备,在一个接口中同时处理大电流连接与状态检测。


对于出线方向和安装方式不同的场景,Molex还提供了其他COEUR 插座技术产品。例如,SW1允许线端在对接后绕公针360°旋转,有助于处理粗线缆的走线问题;HyperQube采用板边水平插拔和颜色编码,适合占板空间受限的应用;SideWize则强调防触碰、颜色和机械防误插设计,适合储能系统使用。

在刀片式连接方面,Molex的EXTreme系列覆盖从30A/刀片到150A/刀片的不同层级,可以根据电流、连接器高度、板边宽度和电源结构进行选择。针对高压直流DC-DC电源,Molex还把导向机构放入连接器内部,以减少传统侧置导向柱增加宽度、顶部导向柱增加高度的问题。资料展示的参考设计覆盖15kW至48kW电源模块,但这些方案的具体导入仍需结合客户系统完成验证。

针对大电流母排的连接解决方案

系统功率继续提高后,单纯依靠PCB铜层传输电流会面临面积、温升和成本压力,这时就需要引入导电母排。母排可以承担更大的主电流,但也产生了一个新问题:母排如何与PCB、线缆及电源模块快速、可靠地连接?

 

 Molex的PowerPlane采用夹板式结构与母排对接,现有产品组合覆盖130~320A,且持续扩展支持更高功率应用,,并提供直角、垂直和带线连接等形式。其触点被划分为导向区和主要导电区:前者帮助连接器在插入时完成导正,后者负责提供稳定的电气接触。这种结构适合需要重复装配、较大公差补偿或模块化维护的电源系统。

在开放计算项目OCP ORV3架构中,Molex进一步把夹板连接器分为IT Gear和PowerShelf两类。IT Gear主要用于服务器、交换机和存储设备的电源输入,可结合电源触点与检测信号;PowerShelf则承担电源架的大电流输出,并可与柔性母排整合。


Molex的IT Gear方案目前可支持100A的应用,且持续根据更高功率服务器与交换机需求扩展载流能力。

 

何宜泽还透露,Molex的Powershelf方案可支持500A~1000A应用,并针对更高功率机架需求,布局下一代连接解决方案。 面向±400V或800V母排连接,Molex还提供了独立夹板与一体式夹板两种思路。独立式结构强度较高,但需要更多安装空间和紧固件;一体式方案则把多个夹板集成在一个外壳中,不仅整个组件可以浮动,每个夹板也能单独补偿母排之间的位置偏差。其800V参考方案覆盖500A至700A等级,并为不同机架功率提供了相应的设计选择。 

从连接器供应商到完整互连方案 

大电流系统的可靠性取决于整条链路,即使单个连接器规格满足要求,如果母排截面积不足、线缆弯曲过度、接口附近散热不良,系统仍可能出现压降或局部温升问题。 因此,Molex的大电流互连产品并未止步于连接器。在线缆侧,其产品组合包括电源线缆组件、柔性电源跳线和分支线缆;在母排侧,则覆盖刚性母排、层压母排、粉末涂层母排、柔性母排以及多层柔性母排等结构。 

 

不同母排并不是简单的材料替换。刚性母排适合固定的主电流路径;层压母排通过导体与绝缘材料交替叠放,可以压缩安装空间并改善阻抗、散热和电磁干扰表现;柔性母排则更容易吸收机械位移和装配偏差。Molex还可以把连接器、线缆和母排组合成定制组件,减少客户分别设计和管理多个接口的工作量。 

 

随着机架功率继续增加,电力传输和热管理也开始结合。因此,Molex开始在铜挤压母排中集成冷却通道和散热鳍片、在母排上钎焊冷板,以及将铜母排与多通道铝管结合等,这些新的设计思路体现了Molex正从连接器供应商向完整互连方案提供商转型。


除了产品,Molex还可在系统架构、上市及验证周期、热与气流分析,以及UL、CSA、VDE、NEC等规范需求方面提供开发支持。对于客户而言,这种能力的意义并不是省去整机验证,而是能够在设计前期共同确认电流、电压、安装方式、散热条件和认证边界,减少样机阶段才发现接口不匹配的风险。 

结语

从板级连接到800V机架配电,大电流互连已经成为一项系统工程。工程师不能只比较额定电流,还需要综合评估连接拓扑、占板空间、公差补偿、线缆走向、温升、防护、装配和维护方式。 Molex大电流互连解决方案的核心价值,也正是在这些环节之间建立连续的产品链路:用不同结构的连接器完成接口,用线缆和母排输送电能,再通过系统及热设计支持推动方案落地。

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