在数据中心高负载的背景下,服务器电源效率的提升已成为行业共识。OCP第三代标准将峰值效率的门槛提高至97.5%,而新一代系统则瞄准 98%甚至更高的效率目标。
ZJU-PMIC团队基于 RDCX(Regulated DCX)拓扑,提出了一种高密度、高效率的两级 4.5kW/48V DC/DC 电源设计方案,兼顾 CRPS 尺寸约束与稳压能力,助力下一代服务器供电系统。

为了整机效率突破98%,前级采用多电平PFC或CRM图腾柱PFC方案,后级DC/DC模块的效率目标被定为接近 99%。这对拓扑结构、磁组件设计、控制策略都提出了挑战。

PMIC团队现有PFC方案与峰值效率:CRM图腾柱PFC方案效率99.4%,多电平PFC 方案效率99.5%。
DC/DC 研究现状:LLC 的“天花板”?
当前隔离型 DC/DC 变换器主流方案仍以 LLC 拓扑为代表,其凭借良好的软开关特性,在学术界与产业界广泛应用。
•成熟的控制理论与工程实现路径
•适用于中高功率密度的隔离型系统
•最高已达 98.7%浙江大学 PMIC 团队提出了一种基于 DCX 架构演进的创新拓扑 —— RDCX(Regulated DCX)。在DCX的高频高效特性基础上,加入轻量化的输出稳压机制,形成结构简洁、控制灵活的新型拓扑,其较LLC拓扑拥有更好的效率优势,如下图所示。

RDCX:走向服务器电源的下一站
RDCX 拓扑在DCX 的基础上引入了受控辅助电压源网络:
- DCX 输入电压 = Vin + Vc
- 通过调节辅助电压 Vc,实现 输出稳压,补偿 PFC 段带来的工频纹波
- 支持保持时间模式,在输入掉电后通过提升 Vc 实现短时稳压支撑
稳压策略简洁,拓扑结构清晰,适合高效率隔离型电源应用。

通过实验验证,样机峰值效率可达98.9%,ZVS 实现范围覆盖全功率段,保持时间10ms,半载纹波<0.5%。

50%负载时,ΔVpp ≈400mV,输出纹波<0.5%

当输出电流以1A/us的速率,自5A(5%)跳载至57A (60%),输出电压超调量约为1.9%(0.9V)。
RDCX 拓扑在实现高效率的同时,简化了控制逻辑,并兼容 CRPS 电源的尺寸限制。ZJU- PMIC 团队通过深入建模与实测分析,完成了器件选型与磁件设计的高度协同,展示了未来服务器电源演进的关键路径。