助力未来创新：适用于1/4砖电源的混合转换器
助力未来创新：适用于1/4砖电源的混合转换器—第2部分：性能
2026年06月09日 17:08
摘要
随着 48 V 架构的出现， 1/4 砖电源成为数据中心应用中的一个关键组成部分。 电源必须在效率和瞬态响应方面表现出色，同时仍保持 1/4 砖的尺寸规格。在严格的尺寸限制下，基于 混合转换器 的 1/4 砖电源能够同时满足高效率和瞬态响应的要求，并提供高达 2 kW 的输出功率。 4 相 混合转换器 集成了一个双 2 相耦合电感，在降压部分使用 2:1 的降压比，从而显著降低了电流纹波，进一步提升了性能。参考设计在 48 V 输入下的峰值效率为 98.59% ，在 54 V 输入下的满载效率为 97.68% 。
随着处理器核心的性能提升，加上数据中心越来越多地使用人工智能 (AI) 芯片，下一代计算机对电力的需求远超以往，而且需要保持外形尺寸不变，以确保迁移工作的前期成本最小化。为此，亟需性能更好但尺寸不变的电源来为下一代芯片提供所需的电力。因此，使用标准化的 1/4 砖电源对系统设计十分有利。 1/4 砖电源具有开箱即用的特性，并且不同供应商的产品能够相互兼容，因此使用这种电源可以降低系统设计的复杂性。
然而，并非所有 1/4 砖电源的拓扑和性能都相同，因此工程师应根据具体要求谨慎选择。采用 1/4 砖电源进行设计时，工程师需要考虑的一些关键参数包括：工作输入电压、输出电压调节、峰值效率、满载效率、瞬态性能、热性能、可扩展性等。
本文将介绍采用 4 相混合转换 器LTC7822 设计的分立式 1/4 砖电源及其性能，并探讨如何以高效率满足更高的输出功率需求。
以下测试结果包括启动时的测量数据、稳态性能测量数据、工作性能波形和温度测量数据。下列配置采用 1/4 砖参考设计及其系统板进行了测试。系统板配有热插拔电路。
• 输入电压： 40 V 至 60 V
• 输出电压： 12 V
• 输出负载： 0 A 至 166.67 A
• 开关频率： 150 kHz
1/4 砖参考设计采用双 2 相 混合转换器 LTC7822 ，可以实现负载分配，降低每相电流，从而减少导通损耗，成为高功率、高降压比应用的理想选择。 LTC7822 混合转换器展现出优异的效率，有效减少了功率损耗，进而降低了散热需求。
在 48 V 和 54 V 输入条件下，测试了这种 1/4 砖电源的效率，效率曲线如图 1 所示。输入电压较低时，由于电压降幅较低，因此峰值效率更高。然而，当输出功率提高时，由于输入电流增大，效率会逐渐下降。而在 54 V 下，峰值效率较低，但满载效率更高。