為了降低伺服器的能源損耗及體積，如何提高電源轉換器的效率和降低其體積是關鍵。為了在高轉換效率的同時降低電源轉換器的體積，可藉由提高切換頻率降低磁性元件的體積，但是伴隨而來的是開關元件的切換損耗以及磁性元件的鐵心損耗和銅線損耗大幅上升。

本計畫採用分數圈變壓器結構雖可以有效的大幅降低銅線損耗，但變壓器的峰值磁通密度也會隨之上升，考慮到MHz等級的鐵心材料特性，當峰值磁通密度以倍數上升，鐵心的單位體積損耗也會劇烈上升。對於變壓器的鐵心損耗優化技術來說，先前已有數種針對高頻鐵心損耗的優化技術，如利用繞組擺放方式的磁通抵銷技術或是磁性元件整合技術，但分數圈變壓器為一中心柱與數個外側柱的鐵心結構，無法透過繞組擺放於外側柱的方式降低鐵心損耗，因此為了平衡磁通上升的現象，目前的分數圈變壓器均採用增加鐵心有效截面積的方式維持相同的磁通，這也代表分數圈變壓器雖然能夠降低銅線損耗，但是卻無法採用上述的磁通抵銷技術。因此本計畫提出增加有效鐵心體積技術降低鐵心損耗，針對鐵心有效截面積和磁路長度以鐵心體積的觀點，對於高頻鐵心損耗進行分析，找出最有效益的增加方式，並且將此技術應用至四分之一圈的變壓器上，優化因分數圈變壓器結構而無法有效降低的鐵心損耗。

本計畫採用LLC諧振式轉換器作為DCX使用，相較於上一年度的計畫，本計畫提升系統的功率密度與效能。其切換頻率為1.5MHz，規格為輸入電壓380V，輸出電壓12V、輸出功率為1kW，並且以最高效率為96%、功率密度41 W/cm3

本計畫基於四分之一圈變壓器下，並且基於高頻鐵心材料損耗特性，以數學分析鐵心有效截面積與磁路長度對於鐵損的影響，找出增長體積的最佳效益點，並利用模擬軟體Maxwell分析分數圈變壓器中所新增的磁路，對於鐵損及銅損的影響，並等效出鐵心的有效截面積。

LLC轉換器常被用在伺服器電源供應器中，為了在有限的空間內提升功率容量，設計電路時，必須以高效率、高功率密度為目標。

本計畫利用模擬軟體來驗證此探討如何透過兩階段式增加有效鐵心體積，大幅降低高頻切換下的鐵心損耗，並且利用數學模型描述增加有效體積對於降低損耗的效益。

半導體射月計畫-子計畫