AI Server Power Shelf諧波閃爍測試規範 - IEC61000-3-2/-3-3/-3-11/-3-12

2025.09.25

隨著 AI 運算需求的快速成長，AI Server 的功耗密度不斷提升。為了確保數據中心供電系統的穩定性與符合國際法規，AI Server Power Shelf 在設計與驗證階段(DVT與EVT)，必須通過嚴格的電能品質測試，其中最關鍵的兩項就是 諧波 (Harmonics) 與 閃爍 (Flicker) 測試。

AI Server Power Shelf 具備高功率、高動態特性的負載特性，因此在開發階段進行諧波與閃爍測試不僅是符合法規的基本要求，更是確保數據中心穩定運行的關鍵。

透過符合 IEC 標準的驗證，可以確保 AI 伺服器在大規模部署下，仍能兼顧效能與電能品質，降低對電網與其他設備的影響。

為什麼需要測試諧波與閃爍？

諧波 (Harmonics)
- 高功率的伺服器電源模組 (PSU) 多半採用高頻交換式架構，若未經良好設計，可能在輸入端產生大量諧波電流。
- 諧波會導致電網變壓器、配電線路過載，甚至影響同一供電系統下其他設備的正常運行。
- 因此國際標準如 IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-12 對伺服器及高功率 IT 設備提出明確的諧波限制要求。
閃爍 (Flicker)
- 閃爍主要由於負載電流的快速變化，引起電壓波動，進而造成照明或其他設備的可見閃爍。
- AI Server Power Shelf 在進行大功率動態切換 (如 GPU 啟動、運算載入變化) 時，特別容易產生電壓閃爍。
- 法規如 IEC 61000-3-3 與 IEC 61000-3-11 針對電壓變動與閃爍有明確測試規範。

測試規範與考量

諧波測試：
- 小於 16A 的設備依據 IEC 61000-3-2 測試；
- 大於 16A 到小於75A的 AI Power Shelf，則依照 IEC 61000-3-12 測試，並考量到伺服器多模組並聯運作的情況。
- 實測時會使用可編程電源模擬電網，並量測各次諧波電流，確認是否低於限制值。
閃爍測試：
- 小於 16A 的設備依據 IEC 61000-3-3 測試；
- 大於 16A 到小於75A的 AI Power Shelf，則依照 IEC 61000-3-11 測試，模擬 AI 負載快速變動情境，觀察供電電壓的波動量。
- 評估指標包含短期閃爍值 (Pst) 與長期閃爍值 (Plt)，需控制在標準範圍內，避免對電網造成干擾。

設備選擇與考量

AMETEK/EMTEST：
- Netwave 67KVA regenertiove AC poweer source (三相67KVA交直流回饋式電源)
- DPA 503N (三相諧波分析儀)
- AIF 503N (三相閃爍實體阻抗)

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