往期精选：权威解读产业新纪元 | 《2025年度中国电源行业发展报告》正式定稿！
随着大模型训练规模的持续扩大和算力需求的指数级增长，数据中心正成为全球能源体系中增长最快的负载类型之一。AI服务器单卡功耗突破千瓦、单机柜功率密度从传统数十千瓦跃升至百千瓦乃至兆瓦级，使供电系统在容量、效率、动态响应、可靠性和可扩展性等方面面临前所未有的挑战，传统基于工频变压器和低压母线的供电架构已难以支撑AI时代的高密度部署需求。
随着我国数据中心被纳入“新基建”和“东数西算”体系，构建高效、可靠、绿色的电源方案，既关系算力基础设施可持续发展，也直接关系数据中心40%—60%电费成本的控制和“双碳”目标协同实现。AI时代数据中心供电架构演进的核心价值，在于以更高能效、更高功率密度和更强算力支撑能力，回应数据中心能耗快速攀升的压力。这一变革深刻影响电源产业链的结构与价值分布。
上游：SiC/GaN器件、高频磁性材料、先进封装和高压直流保护设备的重要性将显著提升；
中游：电源企业需要从传统模块化设计转向系统级协同设计，强化高频磁件优化、高效电源模块开发、热管理和EMI控制能力；
下游：数据中心运营商也需要建立适配高压直流架构的新运维体系和安全标准。
供电架构方案：机柜功率持续上升后，传统在机柜内完成AC/DC转换并降至48V母线的方案，面临母线电流过大、铜排损耗上升和空间受限等问题。新一代算力机柜正在将PSU、BBU等部分移出机架，在机架外构建配备±400V母线的供电链路。
前端整流与PFC：交流输入电源模块必须进行功率因数校正，但传统有桥Boost PFC存在整流损耗大、效率和传输功率受限等问题；图腾柱无桥PFC虽可提升效率和功率传输能力，却又受反向恢复损耗、开关频率和功率密度限制。高功率场景下，三相PFC成为刚需，但三相桥式整流、维也纳整流等方案仍面临控制复杂度、电流应力和效率约束。
直流变压与板载中间母线：400V/800V高压向48V母线降压，需要兼顾98.5%以上峰值效率与高功率密度，LLC谐振和矩阵变换等拓扑在均流、连接损耗和输出功率上仍需优化。与此同时，48V板载母线向CPU、GPU、ASIC所需0.8V—1.8V超低压降压时，还要同时应对超高降压比、峰值千安级负载电流、40V—60V宽输入范围以及主板空间极度受限下的高效率、高功率密度要求。
点负载变换器：PoL直接面向AI芯片，既要在低电压环境下持续输出kA级电流，又要承受负载切换带来的kA/μs级瞬态摆率。传统水平供电路径长、寄生阻抗和损耗大，垂直供电虽能缩短通流路径、改善瞬态响应，却又对引脚面积、Z轴空间、散热和磁件设计提出更高要求。
未来，数据中心供电体系将由“单相/三相AC/DC—中间母线变换器—PoL”的传统三级架构，逐步演进为“更高电压、更少级数、更高效率、更高带宽、更强可再生能源适配能力”的新型体系。
短期内48V架构仍将占据主流，高压直流架构会率先在大型AI数据中心加快落地。
中长期看，800V/±400V架构、集中式MW级AC/DC以及中压直挂固态变压器（SST）将逐步成熟，推动数据中心形成“中压交流→高压直流→低压高速PoL”的三级供电体系。
同时，AI驱动的电源自适应控制、数字孪生、电源健康预测等智能化技术将全面普及，供电系统将继续向更高效率、更高可靠性和更高智能化方向发展。
为推动AI时代供电架构健康发展，企业应加大关键技术研发投入，科研机构加强高频磁材料、先进封装和电源控制研究，政府与行业协会加快高压直流配电标准、测试规范和安全指南建设，并同步强化复合型人才培养。
由中国电源学会编撰的《2025年度中国电源行业发展报告》是《中国电源行业年鉴(2026)》的核心板块之一，立足于国家“双碳”战略与新质生产力发展的时代背景，旨在全面、系统、深度地剖析中国电源行业的现状格局、发展动能与未来趋势，推动电源行业在技术创新与产业升级中实现高质量发展。
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本文基于中国电源学会《2025年度中国电源行业发展报告》相关章节内容整理凝练。该章节主笔人为王浩宇（上海科技大学），数据支撑为李红兵（广东大比特网络科技有限公司）
本文整理：章仕起（燕山大学电气工程学院）
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