第四届中国电力电子与能量转换大会暨展览会、中国电源学会第二十八届学术年会

讲座主题：面向下一代数据中心的高效大电流极速XPU电源
讲座人：吴红飞教授，南京航空航天大学；管乐诗教授，哈尔滨工业大学；王浩宇教授，上海科技大学
讲座摘要：
本报告系统阐述了新一代数据中心XPU电源系统的三大核心技术，通过理论分析、仿真验证与实验测试三维度研究，为高密度供电系统设计提供了完整的解决方案框架。
第一部分：高频变压器异构集成技术
针对0.8V/450A超低电压大电流供电需求，本研究提出三级异构集成策略：
混合电路拓扑架构：创新设计高变比高频变压器拓扑，实现磁路与电路的混合集成；
电流抵消绕组集成：基于磁耦合原理的绕组布局优化，显著降低漏感与寄生参数；
三维集成方案：通过磁芯-绕组-开关网络的协同设计，突破传统平面布局限制。
实证案例表明，该方案在1A/mm²功率密度下，实现效率与功率密度的双重约束突破，为XPU供电系统提供了高可靠性集成路径。
第二部分：谐振开关电容电路优化
针对传统方案中充放电损耗瓶颈，本研究提出以下创新技术：
电感增强型混合谐振架构：通过引入辅助谐振电感，优化能量传输路径；
双级联谐振电容网络：采用分段谐振策略，提升电容能量密度利用率；
闭环可调增益控制算法：结合动态电压增益调节，实现系统效率与稳定性的平衡。
实验结果显示，该方案成功将电容器件的能量密度优势转化为系统效率提升，为高频开关电源设计提供了新范式。
第三部分：TLVR转换器创新设计
面向数据中心负载点（PoL）供电需求，本研究开发了以下关键技术：
多相串联电容TLVR拓扑：通过相位耦合设计降低开关应力（降幅达50%）；
分布式Buck单元架构：采用输入电压并联均流技术，优化热分布与功率分配；
弱耦合电感动态响应增强技术：通过磁网络优化实现超快瞬态响应。
24V-1.2V/120A原型测试表明，方案峰值效率达91.1%，负载瞬态响应时间缩短至微秒级，并通过SIMPLIS小信号模型验证了系统稳定性。
结论
本研究提出的高频变压器异构集成、谐振开关电容优化及TLVR创新设计，突破了传统供电系统的效率与动态性能瓶颈。三大技术路线通过理论-仿真-实验的闭环验证，为下一代XPU供电系统提供了兼顾高密度、高效率与快速响应的工程实现路径，对数据中心能效提升具有重要参考价值。
作者简介：
吴红飞，南京航空航天大学电气工程系教授、博士生导师。主要研究兴趣包括航空航天供电系统、电力电子系统集成、高能效电力变换技术、新能源发电及高效利用技术等。主持国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金、教育部霍英东青年基金等9项国家和省部级基础研究项目，以及企业合作研发课题20余项。
国家优秀青年基金、江苏省杰出青年基金、教育部霍英东青年教师基金获得者，入选江苏省青蓝工程中青年学术带头人、江苏省“六大人才高峰”高层次人才、江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师、江苏省科协“青年人才托举工程”、南京航空航天大学首批“长空学者”等。

管乐诗，哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院教授，博士生导师，国家级青年人才。
主要研究方向包括高频、超高频功率变换技术，无线电能传输技术、高升压/降压功率变换技术等。主持及参与国家自然科学基金面上/青年项目、黑龙江省自然科学基金项目、台达电力电子科研基金重点/青年项目等20余项。围绕相关研究内容已主编 Springer 专著 1 部，发表 SCI/EI 论文 97 篇，包括 SCI 检索论文43 篇TPEL、 TIE 等顶级期刊论文 33 篇），授权及受理国家发明专利 20 项，入选中国科协青年人才托举工程，获中国电源学会科技进步一等奖（序2）、中国电源学会科技进步二等奖（序2）、中国自动化学会自然科学二等奖（序3）。

王浩宇，上海科技大学信息学院党总支书记、长聘正教授、博导。研究兴趣包括：电力电子，电动汽车，光伏储能，AI算力电源，电源芯片等。他主持国家基金委、上海市科委等资助的基础研究及企业研发课题10余项，教研经费1400余万。王博士发表论文150余篇(中科院1区48篇)，被引3900余次，申请专利20余项，受邀报告40余次。他获省部一等奖等教学科研奖项10余项，入选IET Fellow、上海市启明星计划、扬帆计划、明珠计划、斯坦福前2%顶尖科学家、电气工程高影响学者。
王博士现任IEEE TIE副主编、IEEE TTE副主编，CPSS TPEA副主编，IEEE TPEL客座副主编，IEEE APEC的领域主席。曾任IEEE JESTPE客座主编，IEEE OJPE客座副主编，在APEC、电源学会学术年会等国内外学术会议组委会任职30余次。

重要日期

论文初稿提交截止时间

( ~~2025年6月30日~~ 2025年7月21日 )
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( ~~2025年7月15日~~ 2025年7月30日 )
专题讲座征集截止时间

( ~~2025年7月15日~~ 2025年7月30日 )
论文录用通知时间

( 2025年8月15日 )
论文终稿提交时间

( 2025年9月15日 )
报名系统开放时间

( 2025年8月16日 )
大会时间

( 2025年11月7-10日 )
展览时间

( 2025年11月8日-9日 )