随着现代化信息技术的高速发展,数据中心的规模和能耗迅速增加。采用高压直流供电架构并直接将服务器供电模块集成到主板上,可以显著提高服务器系统的供电效率和功率密度。为了实现供电模块的板上集成,DC-DC模块需要满足高效率高功率密度的要求,同时具有输出电压调节功能。LLC谐振变换器因其原副边开关管的软开关特性,很容易实现MHz的开关频率,满足高功率密度和高效率的要求。但是高频LLC存在输出电压调节难题,并且随着负载增加,软开关特性可能会丢失。在传统的零电压(ZVS)条件设计过程中,通常将开关桥臂死区时间内的电路,等效为励磁电流给原边开关管结电容充放电。但是通过对LLC工作模态的详细分析发现,在高频情况下,副边整流管提前导通导致励磁电流被输出电压源旁路,并且随着负载增加,励磁电流越早被旁路,从而严重影响原边开关管的ZVS。因此,本文通过对LLC工作于谐振点的电路模态的分析,建立了高频LLC的ZVS功率和谐振参数边界模型,并通过实验验证了模型的准确性。基于该ZVS边界模型,高频LLC采用调频方式调节输出电压时,频率的变化范围太宽,导致了磁元件尺寸和效率优化的困难。当LLC工作在直流变压器(DCX)时具有高效率高功率密度的优势,为了实现输出电压调节,通常采用DCX级联可调DC-DC的两级方案。但是两级方案使得系统的效率和功率密度大打折扣,所以本文充分利用LLC工作在DCX的优势,通过在DCX中串联可控电压源来实现输出电压调节。该可调直流变压器(RDCX)方案中,绝大部分输入功率直接通过DCX处理,仅有小部分输入功率通过两级处理实现输出电压调节,保证了电路的高效率和高功率密度优势。文中详细设计了输入电压360V-400V,输出电压12V,满载功率750W的RDCX样机参数,通过实验验证了该RDCX方案。