随着数据中心供电向48V母线演进，实现48V到1V的高效直转成为业界难题。CPES提出的一项半匝绕组技术，通过创新的磁路与电路协同设计，显著提升了转换效率，为解决高变比、大电流的电源挑战提供了全新思路。
智能速览
面向未来的48V转1V高降压比应用，变压器方案将成为关键。
APEC 2023方案采用矩阵变压器与磁集成，实现93.1%的峰值效率。
传统方案在48V转1V时，面临原边匝数过多导致的铜损和效率瓶颈。
革命性的半匝绕组技术，等效于将原边匝数削减一半。
新方案将48V转1.8V的峰值效率提升至95.34%，验证了单级直转的可行性。
精华内容
深入探索CPES从APEC 2023到APEC 2025的技术迭代，看其如何通过半匝绕组这一创新，巧妙地解决了高变比电源设计中的物理瓶颈。
基础架构与挑战
面对数据中心48V母线架构对高功率密度的需求，CPES在APEC 2023提出了基于半桥逆变器与电流倍增整流（CDR）的拓扑方案。其核心创新在于采用矩阵变压器进行磁集成，利用变压器励磁电感充当输出滤波电感，有效提升了功率密度。该方案在48V转1.8V的应用中实现了93.1%的峰值效率。
然而，当挑战升级到48V转1V的超高变比时，该方案遭遇了物理瓶颈。若副边维持1匝，原边绕组需要几十匝，这不仅导致极高的铜损和交流损耗，还使MOS管承受较大的电压应力，限制了效率的进一步提升。
半匝绕组创新
为突破上述瓶颈，CPES在APEC 2025的研究中引入了革命性的半匝绕组技术。该技术通过特定的绕组几何排布，使得副边绕组在物理磁路中仅包围一半的磁通量。这种设计在电磁效应当中等效于0.5匝的副边绕组。
这意味着在维持4:1变比不变的前提下，原边与副边的匝数比从4:1优化为了4:0.5。这一改变直接将原边所需的匝数削减了一半，从而显著降低了原边绕组的直流电阻和漏感能量，并有效削弱了高频下的邻近效应损耗问题。
效率突破与验证
通过磁路与电路的协同优化，新方案的性能实现了质的飞跃。在该拓扑中，两个副边整流器在能量传输阶段呈现串联特性，配合优化的时序控制，使得能量转换过程更为高效。
实测数据显示，该方案将48V转1.8V应用的峰值效率从93.1%大幅推高至95.34%，并且在更具挑战性的1V输出电压下，依然保持了高转换效能。这一成果有力地验证了通过协同设计来突破高变比、大电流单级直转技术路线的可行性与巨大潜力。
CPES的半匝绕组方案不仅是技术上的巧妙突破，更预示着高密度电源设计的新方向。这种磁路与电路的深度协同，为未来更高电压架构的演进铺平了道路。在功率密度和效率的双重压力下，还会有哪些颠覆性技术出现？
