基於STM32G4數字控制器的交錯TTP PFC中混合TCM/CCM控制的5.5kWC參考設計
成功入圍,正在參加評選 亞洲金選獎 - AI解決方案平台
該解決方案通過結合ST的高性能650V、40 mΩ矽碳化物(SiC)MOSFET以及封裝在TOLL封裝中的600V、30 mΩ高壓MOSFET,達到了超過99.2%的卓越峰值效率。這一高效率通過優化的柵極驅動電路得到了進一步增強,該電路採用了ST的電隔離柵驅動技術(STGAP),提供了精確的開關操作並最小化損耗。該系統由STM32G474微控制器全面數位化控制,支援混合信號處理,以實現精確和靈活的電源管理。
在交錯配置下運行,該設計顯著降低了脈動電流,並允許更小的輸出電容。在半負載以下,系統運行在時脈調變模式(TCM),實現零電壓開關(ZVS),以提高效率。在半負載以上,它切換到連續導通模式(CCM),減少電感電流脈動和導通損耗。在滿負載下,功率因數保持在0.98以上,總諧波失真電流(iTHD)低於5%,符合嚴格的電能品質標準。
此設計還採用了一種創新的2合1電感,將雙電感整合到一個單一的磁性元件中。這樣可以減少PCB面積和元件數量,使電源階段更加緊湊且具成本效益。改進的磁耦合降低核心損耗和漣波電流,減輕輸出電容器的壓力,增加整體系統的效率和可靠性。此外,2合1電感改善了熱管理,支援在高負載下的穩定運行,並延長系統的壽命。
此外,該設計在功率因數校正(PFC)階段採用了STPM32計量解決方案,提供全面的電力監控功能。數位控制策略確保在208 Vac至277 Vac的輸入電壓以及10%至100%的負載條件下具有高效率。在10%負載時,效率保持在97.88%以上,而在滿載時則超過98.46%。
主要特點包括寬輸入電壓範圍(208-277 Vac)、高開關頻率操作(50 kHz至180 kHz)以及強大的功率因數校正。這一參考設計代表了一種高效率、靈活且可靠的電源解決方案,十分適合高要求的伺服器電源應用。