2018年6月5日,应华中科技大学电气与电子工程学院,创新电机技术研究中心邀请,北达科他州立大学Dong Cao教授做客“携手电气精英,与未来同行”系列第302期讲座,给大家带来了关于一场“应用于数据中心的高密度高转换比谐振开关电容转换器”的报告。
讲座首先回顾了高转换比谐振式开关电容变换器的发展历程,以及传统开关电容变换器的设计问题。为了满足未来48 V数据中心直流输电体系结构的高效率、高功率密度、高转换比和低成本需求,已经提出了许多采用宽频带隙器件(即GaN高频率运行)的基于变压器的新型拓扑结构。虽然由于材料的性能和软交换特性,GaN有相对较低的功耗,但变压器的铁心损耗和铜损耗随着开关频率的增加而增大,成为制约效率和功率密度提高的瓶颈。更重要的是,基于变压器的拓扑结构还具有可制造性和可伸缩性问题,这需要优化和长时间的工程设计和验证时间,很难满足新的功率要求的新CPU发布的快节奏。因此,未来48V数据中心直流电源的输出需要一个更模块化、可伸缩和无变压器的高转换比解决方案。
然后报告中提出了一种新的,为未来48V数据中心的供电,高转换比无谐振开关电容直流—直流转换器解决方案。它具有模块化、可伸缩、高效率和高功率密度的特点。报告还介绍了谷歌数据中心48V总线应用程序的此类转换器的最新开发,并讨论了一些解决大规模生产问题的解决方案。
最后,参加讲座的老师和同学们与Dong Cao教授在相关方面进行了热烈的讨论。
主讲人简介:Dong Cao 2005年在浙江大学获得学士学位,2010-2012年期间在美国东兰辛密歇根州立大学获得电气工程硕士与博士学位。2012-2014年期间作为电力电子核心工程师在福特汽车公司进行混合动力电动汽车的电动传动系统硬件开发,并于2014年8月以助理教授身份加入北达科他州立大学。
Dong Cao牵头/联合牵头了许多来自不同政府机构或者公司的项目,包括NASA、NSF、North Dakota Department of Commerce、Google、 Ford、 John Deere、 Transphorm、 Navitas Semiconductor等。在IEEE期刊与主要会议上发表了超过50篇文章。他的研究方向包括谐振和软开关技术、开关电容DC-DC变换器、多电平变换器、宽禁带器件(GaN/SiC)应用、48伏1V数据中心DC DC、针对EV应用的高功率密度转换器、用于分布式能源的功率变换器、功率变换器的监测和寿命预测、大功率器件和Z源逆变器/变换器的智能门极驱动。因为在谐振开关电容DC-DC转换器中的贡献,他于2010年和2011年连续获得IEEE工业应用协会工业电源变换器器委员会授予的论文奖。同时他也是2010年应用电力电子会议(APEC)的杰出报告奖的获得者以及2011年IEEE能源转换大会和博览会(ECEE)的优秀海报展示获得者。他也是IEEE专刊的特邀合作编辑。