


随着信息技术的发展,数据中心机架负载近年来不断攀升。这使得机架中AC/DC供电电源需要具有更高的功率密度和效率,以在有限的空间内提供更大的负载功率。相较于基于高压器件的传统两电平AC/DC,采用多电平技术方案的AC/DC变换器可以充分利用低压器件更好的开关损耗特性,使变换器在保证效率的同时提升开关频率,进而减小无源器件体积。
图1为元胞化的多电平AC/DC。其中,PFC部分为多元胞构成的级联的H桥PFC。多个PFC元胞在载波移相调制下大幅减小了输入电感两端伏秒,从而实现了电感体积的大幅缩减。后级为多个元胞化的可调直流变压器(RDCX),单个RDCX元胞的电路示意图如图2所示。其中,DCX主电路高频高效工作在谐振点实现固定变比的电压转换,并通过PWM反馈控制辅助电路的输出电压实现RDCX输出电压的紧调整。如图3所示,为基于该元胞化AC/DC的85-240Vac输入、48V/3kW输出实验样机。该样机最终实现了97.5%的峰值效率以及190W/in3的功率密度。该元胞化AC/DC在保证高效工作的同时,实现了功率密度的大幅提升。