<h1>AI 数据中心散热新挑战：48V 风扇驱动器解决方案</h1><br> <p>Fish Yeh, Ken Lin, Mika Huang, Sophia Tong | AN090 September 2025</p> <p class=bady><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/RT7084AN_Banner_CN_zh-cn.jpg" ><img width=680 height=271 src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/RT7084AN_Banner_CN_zh-cn.jpg" alt="Solving AI Data Center Cooling Challenges with the 48V Fan Driver Solution"></a> </p> <p>随着 AI 应用蓬勃发展，从大型语言模型推论、影像处理到智慧驾驶辅助，资料中心内部服务器的运算密度与功耗大幅提升。高效能晶片的热设计功耗不断攀升，使传统散热方案面临前所未有的挑战。为确保系统稳定运行，服务器散热系统必须朝向更高风量、更高效率与更高可靠性的方向升级。</p> <p>在这波转型中，数据中心服务器的电源架构也从传统 12V 全面升级至 48V，以降低线路损耗并提升能源效率。对应的风扇散热模组也正式迈入 48V 风扇时代。面对风扇转速、风压、空间限制与控制复杂度等多重挑战，立锜 RT7084C2M 应运而生，成为新世代服务器风扇冷却的理想驱动解决方案。</p> <br><br> <h2 id="__Bookmark__0">1. 48V 风扇驱动器的挑战与应对方法</h2> <p>随着服务器电源架构迈向 48V 成为主流，服务器风扇的设计不仅要兼顾高转速、高风压，更需克服空间受限、启动可靠性及加速开发时程等多重难题。以下将针对 48V 风扇驱动器在实际应用中所面临的主要挑战，并说明 RT7084C2M 如何以创新技术与高度整合设计，为新世代服务器的风扇冷却提供最佳解决方案。</p> <h3 class="py-2">1.1 增加运转稳定性，改善震动与噪音</h3> <p>当今系统对散热效能的要求日益提升，风扇转速已突破 50,000 RPM。然而，如此高速运转容易导致转速不稳、震动加剧与噪音上升，进而影响系统的可靠性与用户体验。针对这些挑战，RT7084C2M 采用 Sensorless FOC （Field-Oriented Control）无感测向量控制技术，透过精密演算法即时估算转子位置，确保马达在高转速下始终维持最佳驱动角度，实现精准动态控制。这不仅有效抑制震动与转矩脉动，显著提升风扇运转的稳定性，更大幅降低扇叶震动所产生的噪音。</p> <p>如图 1 所示，与传统 12V 风扇方案相比，RT7084C2M 展现出更平顺的电流波形，代表其在高速运转期间依然能维持低震动与低噪音的优异表现，为高效散热系统带来全新升级体验。</p> <p><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image002_zh-cn.jpg?file=preview.png" ><img width="750" height="287" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image002_zh-cn.jpg" alt="Operating Waveform of the RT7084 Motor Control Algorithm"></a></p> <p>图 1. RT7084C2M 电机控制演算法的运转波形</p> <p> </p> <h3 class="py-2">1.2 强化启动可靠性，提升逆风启动能力</h3> <p>服务器系统会配置多颗风扇以确保优异的散热效能。然而，由于控制讯号传递的时间差，部分风扇在启动时可能会因较晚接收到讯号而出现逆风状况。传统 12V 风扇因转速较低风压较小，逆风现象较不严重。但随着新一代 48V 风扇的导入，其高转速与强大风压使逆风现象更加严重。因此，抗逆风启动能力已成为 48V 服务器风扇方案评估的关键规格。若未针对逆风状况设计完善的启动策略，将严重影响整体冷却系统的可靠性。</p> <p> </p> <p> </p> <p>RT7084C2M 开发独特的逆风启动策略，能有效克服逆风带来的挑战，展现出卓越的抗逆风启动能力，进一步提升系统稳定性。其逆风启动波形如图 2 所示，在逆风状态做启转时，会先进行煞车控制，当转速接近静止时，再以增强的起转扭矩抵抗逆风，使风扇顺利进入正常运转。这项创新技术，为新世代服务器系统带来更高的可靠性与稳定性。</p> <p><a class="fancybox" href="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image003_zh-cn.jpg?file=preview.png" ><img width="666" height="262" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image003_zh-cn.jpg" alt="Counter-Rotation Startup Waveform of the RT7084"></a></p> <p>图 2. RT7084C2M 逆风启动波形</p> <p> </p> <h3 class="py-2">1.3 提升整合能力，小尺寸成核心关键</h3> <p>服务器系统因空间高度紧凑的产品特性，使得服务器风扇的尺寸最小仅有 4cm (长) x 4cm (宽)，对元件整合度与布局有着极高要求。随着电源架构从传统 12V 升级至 48V，线路设计必须额外加入前级降压模组，为控制晶片提供适当的工作电压，进一步提升了开发复杂度。因此，如何让 48V 风扇方案顺利融入既有空间限制与产品开发，成为 RT7084C2M 必须克服的关键挑战。</p> <p>RT7084C2M 采用 4mm x 4mm QFN 封装设计，将 MCU、Gate Driver 与 Buck 转换器高度整合于单一晶片，无需额外加入降压模组，即可为晶片提供稳定可靠的电源。内建 buck 转换器采用立锜专利 ACOT^® 控制技术，只需搭配 0806 封装电感即可运作。同时，RT7084C2M 将多数外部元件高度整合于晶片内部，有效简化 PCB 布局并降低 BOM 成本。如图 3 所示，于实际应用中，RT7084C2M 可轻易实现 4cm 服务器风扇的 PCB Layout 设计。</p> <p> </p> <p><a class="fancybox" href="/~/media/Richtek/Design%20Support/Technical%20Documentation/AN090/image004.jpg?file=preview.png" ><img width="472" height="168" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image004_zh-cn.png" alt="The RT7084 PCB Layout in a 4cm Server Fan"></a></p> <p>图 3. RT7084C2M 在 4cm 服务器风扇的 PCB Layout</p> <p> </p> <h3 class="py-2">1.4 简化开发流程，加速导入时间</h3> <p>RT7084C2M 创新推出 Code-Free 开发架构，无需撰写任何程式码，客户只需透过直觉化的视窗介面，即可轻松调整控制参数。如图 4 的 Tuning GUI 与 ADA （Application Development Assistant） GUI 即为本次 Code-Free 架构专用的操作介面，透过 GUI 可快速完成功能设定与应用开发，大幅降低技术门槛。此外，立锜亦提供完整的技术文件，协助客户快速上手并完成各项设定。对于 GUI 软体与技术文件的取得方式，欢迎洽询立锜业务或 <a href="mailto:bldc@richtek.com">技术团队</a>取得协助。</p> <p> </p> <p><a class="fancybox" href="/~/media/Richtek/Design%20Support/Technical%20Documentation/AN090/image005.jpg?file=preview.png" ><img width="682" height="313" src="/content/dam/richtek-eds/resources/application-notes/an090/html-images-zh_cn/image005_zh-cn.png" alt="Dedicated GUI for the RT7084"></a></p> <p>图 4. RT7084C2M 专用 GUI</p> <br><br> <h2 id="__Bookmark__1">2. 结论</h2> <p>随着服务器运算能力大幅提升，冷却散热性能已成为系统可靠性的关键。RT7084C2M 以先进的无感测向量控制演算法，结合强韧的逆风启动能力，有效解决 48V 风扇驱动器在高效能应用中的核心挑战。此外，RT7084C2M 具备高度整合设计与 Code-Free 架构，大幅简化设计流程并降低开发门槛，为新世代服务器的风扇冷却提供最理想的解决方案。</p> <br><br><br> <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="width: 637.5pt; border-collapse: collapse; border: medium none;" class="3-51"> <tbody> <tr style="height: 17pt;"> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #009eb8; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;" colspan="2"> <span style="color: #ffffff;">相关资源</span> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> 立锜科技电子报 </td> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> <a class="link" href="http://www.richtek.com/My%20Richtek/Newsletters" target="_blank">订阅立锜科技电子报</a> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> 档案下载 </td> <td style="border-width: 1pt 1px 1px 1pt; border-style: solid; border-color: #009eb8; background-color: #ffffff; background-image: url(e); background-repeat: repeat; background-attachment: scroll; background-clip: border-box; background-origin: padding-box; background-size: auto; padding-right: 5pt; padding-left: 5pt; height: 17pt;"> <a class="link" href=" ~/media/C682037F183A4EFF9EB490D34B9EB4B7.ashx">PDF 下载</a> </td> </tr> </tbody> </table>

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