目前，大數(shù)據(jù)中心[1]已經(jīng)成為大勢所趨。LLC諧振變換器作為大數(shù)據(jù)中心的核心部件對于支持大數(shù)據(jù)中心建設，解決大數(shù)據(jù)中心高能耗、高碳排放問題和綠色化發(fā)展具有重大的理論和現(xiàn)實意義。對于當前使用的數(shù)據(jù)中心第二代供電系統(tǒng)而言，其電壓調(diào)節(jié)器(VR，LLC諧振變換器)的電壓變比高達48V:1V，未來的數(shù)據(jù)中心第三代和綠色能源互聯(lián)網(wǎng)供電系統(tǒng)，其 DC/DC 變換部分(采用LLC諧振變換器)的電壓變比也高達400V:12V或380V:12V[2]。無論是當前普遍使用的數(shù)據(jù)中心第二代供電系統(tǒng)還是未來使用的第三代和綠色能源互聯(lián)網(wǎng)供電系統(tǒng)，其LLC諧振變換器都屬于高電壓變比結構。此外，為了滿足刀片式服務器的發(fā)展趨勢，LLC變換器的變壓器和電感等大體積元器件必須采用低高度的平面結構和平面磁集成結構。
現(xiàn)有的實現(xiàn)LLC諧振變換器高變比的方法為在單級拓撲結構下將多個較低匝數(shù)的變壓器進行磁集成[3]。傳統(tǒng)變壓器的總匝數(shù)多達40匝甚至更多[4-5]，若使用PCB繞組，會導致PCB繞組的層數(shù)增加，不但繞組結構排列變得復雜，降低了可靠性，而且還極大地增加了變換器繞組間的鄰近效應和繞組損耗的分析難度。此外，采用層數(shù)較多的PCB繞組結構，不但導致PCB的制造成本很高，而且變換器繞組導體在通過大電流時會產(chǎn)生較大的損耗，由損耗產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)出去，引起 PCB的溫升過高，降低變換器可靠性和使用壽命，使導體的電流密度受到很大限制，很難長期通過大電流，以滿足服務器CPU和GPU 的低壓大電流變換器供電需求。
針對現(xiàn)有問題，本文提出了一種低匝比平面變壓器，在保證LLC諧振變換器高變比的前提下，減少了平面變壓器的繞組匝數(shù)，并且減少了磁芯元件的數(shù)量和總體積，提高了變壓器效率。首先分析了高變比LLC諧振變換器主電路的工作原理和增益特性，計算出了諧振變換器槽參數(shù)，接著給出了低匝比平面變壓器磁芯的結構及其PCB繞組方案，進行了變壓器的參數(shù)設計，計算其損耗和效率，搭建了變壓器3D模型，進行了磁場有限元仿真，證明了該平面變壓器的合理性和有效性。
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