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近年来，在云计算和大数据的推动下，数据中心的兴起导致了电力消耗的显著增加。仅在美国，到2014年就超过了700亿千瓦时，占全国总用电量的1.8%。

由于这种快速增长，解决这一激增的能源需求的需求不断增加，促使谷歌、脸书、思科和IBM等行业领导者探索数据中心及其电源架构的创新替代方案。图1描述了使用12V总线的当前架构。

图1：当前使用的数据体系结构设置

如上所述，依赖于12V总线的传统设计遭受过多的i2R损耗和多个能量转换级，导致系统效率降低。为了解决这些低效问题，正在向更高电压的配电母线转变，尤其是48V和400V，例如国际电子制造倡议（iNEMI）DC/DC转换器标准化项目。

然而，需要改进转换器技术，特别是LLC谐振转换器，以实现更好的效率和功率密度。这些转换器利用宽带隙器件和磁性结构等现代材料来提高性能，为未来的数据中心电力系统铺平了道路。

平面矩阵变换器的积分

对于像计算机服务器这样需要低电压、高电流输出的应用，LLC转换器设计在电流共享方面面临着几个困难，同时高di/dt AC电流集中在端接点，导致显著的端接损耗。泄漏电感、绕组损耗、重量和成本等问题仍然被证明是操作方面的责任。另一方面，平面PCB绕组变压器在自动制造和高功率密度方面是有利的。它们使用矩阵变压器，确保次级电流均匀分布到SR，以实用的方式解决设计挑战，尤其是当集成到具有四芯设计的结构化LLC转换器中时。下图2显示了常规LLC转换器如何与矩阵变压器集成。

图2：带有集成矩阵变压器的LLC转换器

矩阵转换器使用四组UI核心，与单个ER核心设置相比，增加了核心损耗。为了缓解这种情况，一次绕组的修改实现了磁通消除，减少了铁芯尺寸和损耗。将SR和电容器集成到二次绕组中可最大限度地减少交流端接损耗，并使铁芯和SR的数量翻倍。这不仅优化了设计，而且使效率达到97.1%，保持了700W/in3的功率密度。然而，挑战依然存在，例如由于多芯使用而导致的制造复杂性，以及需要进一步提高效率以取代在较低频率下操作的现有DC/DC转换器。