2024年1月16日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的國(guó)際領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下友尚推出基于安森美(onsemi)NCP1681和NCP4390芯片以及SiC MOSFET的3KW高密度電源方案。
圖示1-大聯(lián)大友尚基于onsemi產(chǎn)品的3KW高密度電源方案的展示板圖
當(dāng)前，無論是汽車電動(dòng)化轉(zhuǎn)型還是光伏、儲(chǔ)能等新興市場(chǎng)的快速發(fā)展都對(duì)推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展起到了積極作用。在這種背景下，業(yè)內(nèi)對(duì)于更緊湊、高效的電源需求與日俱增。為滿足這一需求，大聯(lián)大友尚基于onsemi NCP1681高功率圖騰柱PFC控制器和NCP4390 LLC控制器以及SiC MOSFET推出3KW高密度電源方案，以助力高效率和小尺寸電源設(shè)計(jì)。
圖示2-大聯(lián)大友尚基于onsemi產(chǎn)品的3KW高密度電源方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖
為減少損耗，本方案取消輸入整流二極管，使用圖騰柱PFC電路和650V SiC MOSFET，次級(jí)側(cè)采用帶同步整流功能的控制LLC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。其中，在PFC級(jí)方案采用onsemi NCP1681圖騰柱PFC控制器，該控制器可在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)和臨界導(dǎo)通模式(CrM)下運(yùn)行。并且NCP1681有快速負(fù)載暫態(tài)補(bǔ)償響應(yīng)、各式保護(hù)功能以及PFC-OK信號(hào)供應(yīng)后級(jí)電源時(shí)序控制，非常適用于需要高效率、高功率因子以及高穩(wěn)定性PFC的場(chǎng)景。
圖示3-采用SiC MOSFET的3KW圖騰柱PFC和次級(jí)端穩(wěn)壓LLC電源
在LLC級(jí)，S1和S2構(gòu)成一個(gè)半橋。而諧振橋由電感Lr、電容Cr以及一個(gè)變壓器構(gòu)成。在電路中，采用NCP4390控制器控制應(yīng)用中的六個(gè)MOSFET。初級(jí)端MOSFET由電隔離雙半橋驅(qū)動(dòng)器NCP51561直接驅(qū)動(dòng)。隔離結(jié)半橋驅(qū)動(dòng)器NCP81705驅(qū)動(dòng)次級(jí)端MOSFET，其隔離電壓額定值低于初級(jí)端PFC器件，但具有更高的工作開關(guān)頻率。NCP4390是一款電流模式LLC控制器，其能夠使得LLC的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變得更加容易。在工作時(shí)，NCP4390還顯著改善了負(fù)載調(diào)節(jié)性能，其可以補(bǔ)償負(fù)載突變，無需等待電壓變化和通過諧振電路做出頻率響應(yīng)。
圖示4-具有中心抽頭半橋輸出級(jí)的半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器
本方案SiC MOS器件支持高頻PFC，并采用先進(jìn)的圖騰柱無橋PFC控制器，以及工作頻率高達(dá)150KHz的高頻LLC級(jí)，在輸出級(jí)上通過高效率全橋同步整流，實(shí)現(xiàn)高功率密度。
圖示5-大聯(lián)大友尚基于onsemi產(chǎn)品的3KW高密度電源方案的方塊圖
本方案出色完成了交流轉(zhuǎn)直流電源設(shè)計(jì)，其使用圖騰柱控制器加半橋諧振全波同步整流輸出進(jìn)行高效轉(zhuǎn)換，電源單元可以接受輸入電壓為80VAC-240VAC，并可提供48V或54V直流輸出。此外，得益于這些先進(jìn)的器件，本方案的功率密度超過40W/in3，滿載效率為98.4%。
核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
● 采用先進(jìn)的圖騰柱控制器NCP1681;
● 寬輸入電壓范圍;
● 具有多模操作的PFC控制器：CCM或者 Multi-mode(CCM+CrM);
●具有多模操作的LLC控制器：PFM+PWM+SKIP mode或PFM+SKIP mode;
●鈦金等級(jí)電源設(shè)計(jì)方案;
● 低電源保護(hù)、過載保護(hù)、熱保護(hù);
●采用電流控制模式有出色的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)在任何條件下均具有穩(wěn)定的輸出;
● 極低的空載消耗;
● 此3KW電源單元可接受80VAC-240VAC的輸入電壓，并可提供48V或54V直流輸出。
方案規(guī)格：
●輸入電壓：90VAC-265VAC;
● 輸出電壓：48VDC/62.5A;
● 輸出功率：3KW;
● 功率因數(shù)：大于0.98;
● 操作溫度：0℃至40℃;
● 拓?fù)洌篜FC+LLC+SR;
● PCB尺寸：280mm×110mm×38mm;
● 效率：96.5%，230VAC。
（來源：大聯(lián)大友尚集團(tuán)）
