关于ST 5.5kW AI 服务器电源电压适配设计

发表于 2025-11-14 16:13

方案中输入 AC 180-305V、输出 DC 48-50V 的电压适配是如何实现的？

发表于 2025-11-28 07:19

我之前看过 ST 的 5.5kW 参考方案，前端基本都是全桥 PFC 把 180-305VAC 拉到 390-400VDC，再进 LLC 做隔离降压，48V 就这么出来的。关键还是那套高压母线稳定不稳定。

发表于 2025-11-28 07:20

你可以注意一下它的宽范围 PFC 架构，305VAC 上来后母线电压会更高，所以一般会做恒定母线控制，不让母线跟着输入变化，不然后级磁件不好设计。

发表于 2025-11-28 07:21

这种服务器电源为了效率一般会用交错 PFC，再加上数字环路优化。建议你看下 ST 的数字电源方案，他们会把稳压策略写在 MCU 里，调起来比模拟的容易。

发表于 2025-11-28 07:22

我怀疑你想问的是为什么用 48-50V，这其实是 AI 服务器行业标准了，布线损耗、母排结构、电流密度，这些算下来 48V 是现在最折中方案。

发表于 2025-11-28 07:22

如果你自己在做类似设计，前级的升压比和高压 MOS 的耐压要仔细选。180VAC 低输入时电流会很大，一不注意就容易把 PFC 的热设计做爆。

发表于 2025-11-28 07:23

你检查过官方给的变压器规格吗？LLC 的谐振点设计会决定在高压输入还是低压输入效率更高。5.5kW 这种功率，设计点偏一点损耗就很明显。

发表于 2025-11-28 07:24

我建议先看下它的控制框图，AC 到 DC 的电压适配其实就是前级 PFC + 后级隔离 DC-DC 的组合。整个系统通过数字控制把两个环路绑在一起，保证动态响应。

发表于 2025-11-28 07:25

如果你对 180VAC 那段特别担心，可以试着把软启动、限流和过压保护逻辑看看。180VAC 的情况下，PFC 电感电流波形会比较难看。

发表于 2025-11-28 07:26

我做过 3kW 的，实际上 AC 305V 严重考验的是高压电解和栅极驱动的耐压裕量。ST 的方案一般都预留很大 margin，不然长期跑服务器电源太容易老化。

发表于 2025-11-28 07:27

你也可以从效率报告反推结构，48V 输出那段峰值效率能到 97% 左右，基本能确定是全桥 LLC 或者移相全桥。ST 在数字 LLC 上积累挺多的，可以参考。

发表于 2025-11-29 07:44

AI 服务器电源需满足高功率密度、宽电压适配、抗干扰强、热稳定性优四大核心需求

发表于 2026-1-17 06:19

ST 的 5.5kW AI 服务器电源通过 “交错式混合模式图腾柱 PFC 级 + LLC 谐振 DC - DC 级” 的经典架构，并搭配混合控制策略与高性能器件，实现 AC 180 - 305V 到 DC 48 - 50V 的精准电压适配，同时保障高功率下的效率与稳定性

发表于 2026-1-17 08:20

PFC 级是完成 AC 宽范围输入到稳定中压直流的转换的

发表于 2026-1-17 10:48

该电源的前端 PFC 级采用交错式混合模式图腾柱设计，这是适配 180 - 305V 宽交流输入的核心环节，不仅能校正功率因数，还能将宽范围交流电压稳定转换为适配后级的高压直流

发表于 2026-1-17 11:51

拓扑与器件保障宽输入适配：选用 SCT040TO65G3 SiC FET 作为快臂开关、STO60N030M9 Si FET 作为慢臂开关，搭配对应的 STGAP2SICS 等专用驱动器。SiC FET 具备高耐压、低导通损耗的特性，能轻松应对 180 - 305V 输入范围内的电压波动，尤其是在 305V 高压输入时可避免器件击穿；而交错控制的方式能有效降低纹波电流，减少宽电压输入下输出电容的负荷，提升电路稳定性。

发表于 2026-1-17 13:12

系统搭载 STM32G4 MCU 作为核心控制器，采用 TCM（三角电流模式）与 CCM（连续电流模式）的混合控制策略。当负载低于半负载时，系统进入 TCM 模式并达成 ZVS，既能应对 180V 低压输入时的小电流工况，避免电压跌落，又能降低开关损耗；

发表于 2026-1-17 17:22

当负载高于半负载时，切换至 CCM 模式，抑制电感电流纹波，减少导通损耗，适配 305V 高压输入下的大电流传输需求。

发表于 2026-1-17 20:23

LLC 谐振 DC - DC 级：实现中压直流到 48 - 50V 精准输出的降压转换

发表于 2026-1-17 21:49

LLC 级选用 STO60N045DM9、STL180N8F8 等专用 Si FET，并搭配 STGAP2HSMTR 驱动器，这类器件开关特性优异，能适配 5.5kW 功率下的大电流降压场景。相比传统硅器件，其更低的导通损耗可避免降压过程中因功率过大导致的电压波动，为 48 - 50V 的稳定输出奠定基础。

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