1.6kW两相交错图腾柱TCM_TPFC

 方案简介

随着AI和人工智能等新一代信息技术产业的    蓬勃发展,对服务器电源的高效率和小型化要求日益增强。传统功率因素校正(PFC)电路受限于PWM调制模式,难以实现开关管的软开关,因此开关频率的提升始终受限。为了解决这一问题,无桥图腾柱PFC校正电路应运而生,它主要针对PFC电路中功率开关管的软开问题进行了优化。无桥图腾柱PFC校正电路根据电流的工作模式,可分为BCM、CCM和TCM三种类型。在BCM模式下,仅当输入电压的瞬时值小于输出电压二分之一时,功率管处于软开关状态。而在CCM模式下,由于需要带着电流关断功率管,导致损耗较大。不过,通过采用GaN或SiC功率管的几乎零反向恢复特性,可以在关断时大幅减小电流和电压的交叠面积,从而降低损耗。然而,目前GaN和SiC功率器件的工艺复杂且成本较高。TCM模式则允许上下两只管子均实现软开通,因此在实际的电源产品开发中,更多电源厂商倾向于选择TCM功率校正电路。
本参考设计基于小华HC32F334数字电源芯片完成了两路交错无桥图腾柱TCM_PFC的应用方案开发,验证了HC32F334芯片完全能够胜任模拟与数字相结合、需要复杂PWM发波的数字电源应用场景;高效的系统设计、出色的性能指标以及完整的故障保护机制,验证了小华HC32F334芯片针对数字电源设计的优异性能。

方案主要规格

 输入电压:AC 176-264V

 输出电压:DC 420V

 功率:1600W

 峰值效率:98.5%

 频率范围:22.2kHz-300kHz

 PFC功率因素:峰值0.999

 THDI:2.5%@220V

方案主要性能优势

 基于自主知识产权的数字电源控制器方案

 全输入电压范围软开关

 低成本电流检测方案

 领先的三角波TCM变频控制模式

 输入过流保护,输出过压保护,电感电流正向OCP、负向OCP保护

 效率高达98.5%

系统框图和硬件平台

两路交错无桥图腾柱TCM_PFC原理框图

两路交错无桥图腾柱TCM_PFC实物图

 方案主要测试结果

额定满载波形

Vin>Vout/2下的ZVS实现以及电感电流交错波形

额定220V输入下THD曲线(左轴)和PF值(右轴)

效率曲线

方案主要资料下载

基于HC32F334的两路交错无桥图腾柱TCM_PFC参考设计简介

1.6kW Interleaved Totem-pole TCM PFC Reference Design Flyer V1.2 -EN.pdf

基于HC32F334的两路交错无桥图腾柱TCM_PFC参考设计操作指南

2ph_Interleaved_TPFC_lib-1.00.rar

1.6KW无桥图腾柱TCM_PFC参考设计AN手册_V1.0.pdf

HC32F334芯片资料

HC32F334