随着现代科技的发展，大数据中心的建设已成为大势所趋。但是数据中心属于高耗电产业。我国数据中心电能使用效率水平整体低于发达国家，且大数据中心的能源消耗成本占到了总成本的60%以上。高耗能意味着高排放，为响应国家炭达峰及炭中和的号召，大数据中心供电系统亟需升级换代和实现绿色化。
在高功率密度DC/DC模块电源中，LLC串并联谐振变换器能够在宽输入电压范围和宽负载变化范围内实现一次侧开关管的零电压开通（ZVS）以及二次侧整流管的零电流关断（ZCS），具备良好的软开关特性，易于磁集成，具有低损耗、高效率和高功率密度等优点，受到了学者的广泛关注，并大量因应用于数据中心第二代供电系统中。第三代宽禁带半导体氮化镓器件，具有极低的门极电荷、输出电容、并且无反向恢复电荷，从而可以在高频下产生更小的工作损耗。相比硅基器件而言，氮化镓器件无疑在开关频率、温升或是损耗方面更具优势。在LLC谐振变换器中应用氮化镓器件，将大幅度降低变压器的铁芯体积、高度和绕组匝数，符合高频、高效率和高功率密度的发展趋势。
当前普遍使用的第二代供电系统，其VRM电压变比高达48V:1V；未来的数据中心第三代和绿色能源互联网供电系统，其DC/DC变换部分的电压变比也高达400V:12V或380V:12V。可见，在当今及未来的数据中心供电系统中其LLC谐振变换器都属于高电压变比结构，并受其制约。即使LLC谐振变换器中磁集成变压器的副边绕组匝数降低到只有1匝，磁集成变压器原边绕组匝数仍高达48/1=48匝、400/12=33.3匝或380/12=32匝。过高的匝数会使得变压器绕组层数过多，结构复杂，不仅制造成本成倍提高，而且导致交流损耗过大、效率降低。
为实现LLC谐振变换器高电压变比，可以采用两级式拓扑结构，但是结构复杂，效率是两级拓扑的乘积，总效率较低[1]。文献[2]提出一种单级48V:1V的Sigma拓扑结构。虽然实现了单级变换，但是需要一个LLC变换器和Buck变换器进行输入串联输出并联，使得电路结构复杂，而且变压器的匝比高达40:1。文献[3]采用利兹线设计了带气隙的高频变压器，用于360-400V/12V-200W的LLC谐振变换器，最高效率95%，但变压器匝比高达34:2:2。文献[4]采用两个矩阵变压器设计一种了390V/12V-1kW的半桥LLC变换器，每个矩阵变压器的原、副边绕组匝数为8:1:1:1:1，两个磁集成变压器绕组总匝数为24匝，变压器绕组匝数较多，并且采用4层PCB结构，成本也比较高。文献[5]采用矩阵变压器设计了1000V/32V-3kW、1000V/48V-4kW 的LLC谐振变换器，每个变压器的变比为 8:1:1，但没有涉及48:1或380:12的高电压变比，也没有实现4个变压器的磁集成，导致总体积较大。
针对现有变压器技术的缺陷，面向未来的数据中心第三代和绿色能源互联网供电系统，本文提出一种“田”字型低匝比磁集成变压器结构，具有高对称性，这解决了四路分立变压器因参数差异造成的各相电流不相等的问题，而且有效的减小变压器绕组匝数，进而减小铜耗，提升了效率。首先分析了高电压变比LLC谐振变换器的工作原理，接着给出“田”字型低匝比磁集成变压器设及方案，最后电磁仿真验证了所提变压器绕组方案的有效性。
