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
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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
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额定满载波形 |
Vin>Vout/2下的ZVS实现以及电感电流交错波形 |
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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