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峰值效率突破99%,国产3kW两相交错无桥图腾PFC数字电源方案上新!

发布时间:2026-04-2 阅读量:18292 来源: 我爱方案网 作者: bebop

在AI数据中心、电动汽车充电及工商业储能等对电能质量与能效极为敏感的应用场景中,电源系统正面临更高的功率密度、更低的谐波失真(THD)以及突破99%的转换效率技术挑战。


为应对这一趋势,我爱方案网推荐基于国民技术高性能MCU开发的数字电源参考设计方案,是一款基于SiC器件与数字控制架构的3kW两相交错无桥图腾PFC,在紧凑体积内实现了6444W/L的超高功率密度与峰值效率99.0% 的优异表现。


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国民技术NS3KW420VP2数字电源参考设计方案

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方案采用两相交错无桥图腾PFC拓扑,工作于CCM(连续导通模式),峰值效率>99%,基于国民技术高性能MCU N32H474VEL7-W开发,ARM Cortex‑M4F内核,最高主频240MHz,集成高精度ADC、增强型PWM模块以及丰富且可任意配置的外设接口,单芯片可同时完成两相PFC的精准时序控制、均流调节与多重保护,降低了方案整体BOM成本和设计复杂度。


整机尺寸仅为190mm×70mm×35mm(不含外部散热器),对应功率密度高达6444W/L。这一指标意味着,在同等功率等级下,该方案可显著缩小设备体积,为服务器机架、充电模块等空间受限场景提供极具竞争力的选择。

方案规格:
输入电压:176V–264V AC
输出电压:420V DC母线
功率:3000W
峰值效率:>99%的PFC级效率

方案实测数据如下:

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从附图中可见,在220V AC满载工况下,输入电流波形平滑跟随电压,无明显过零畸变,表明其CCM控制策略与SiC器件协同工作达到了极佳的电流整形效果。

应用场景:

● AI数据中心电源

● 钛金级PC电源

● 通信整流模块

● 工业AC/DC电源

● 电动汽车车载充电机(OBC)

● 工商储能系统功率转换单元


更多优质数字电源方案推荐:


小华HC32F334  3kW 两相交错全桥LLC方案
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方案简介:
方案基于小华HC32F334专用数字电源控制器设计,结合了交错LLC的发波时序和保护需求,完全自主开发设计,支持12路130ps高精度HRPWM。
本参考设计反馈量主要为输出电压和两路原边LLC谐振腔电流。输出电压反馈主要用于通过调整LLC的开关频率实现稳压的目的;两路原边LLC谐振腔电流通过互感器采样后将 高频电流信号经过RC滤波为低频信号并送往HC32F334的ADC采样口,通过对比两路电流的大小从而调整LLC的相位角度实现 两相LLC的电流均流的目的。两相LLC交错发波的驱动移相由高精度HRPWM实现,包含了稳态相位和动态相位以及时序的控制。
方案规格:
输入电压:DC 380-420V
输出电压:DC 48V
功率:3000W
峰值效率:97%
谐振频率:132K
两相均流度:>95%
输出纹波:<1%
应用场景:
AC/DC、DC/DC数字电源应用,如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩DC/DC等。


小华HC32F334两路交错无桥图腾柱TCM_PFC方案

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方案采用互感器检测正、负向电流实现整流管OCP保护以及续流管负电流关断,同时实现交错控制。图5为满载电流交错以及主管实现ZVS的情况。图6为参考方案的THD、PF值以及效率曲线。参考方案的THD与PF值指标满足更加严格的M_CRPS标准。

             

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 Vin>Vout/2下的ZVS实现以及电感电流交错波形





方案特色:

•  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



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