應(yīng)用背景 ? 

隨著5G基站及其數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，全球總體電力需求迅速增長(zhǎng)，能耗不斷攀升。如何在有限空間內(nèi)滿足發(fā)展需求同時(shí)降低能耗的問(wèn)題變得愈發(fā)重要和迫切。新的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)電源工程師和熱設(shè)計(jì)工程師施加了巨大壓力，同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的高功率密度和高效率成為推動(dòng)電源技術(shù)變革的核心動(dòng)力。

在電信、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心以及其他工業(yè)電源中，電力供應(yīng)正在推動(dòng)80 +鈦金效率水平的各種電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用。80+鈦金效率要求開關(guān)電源半載高壓時(shí)效率達(dá)96%，而后級(jí)DC/DC變換器通常效率在97.5%左右，這也意味著為了滿足標(biāo)準(zhǔn)，前級(jí)PFC半載高壓時(shí)效率要大于98.5%。為達(dá)成效率和尺寸的改進(jìn)目標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要不斷優(yōu)化，在電路中采用更適合的拓?fù)浜徒鉀Q方案。

無(wú)橋功率因數(shù)校正（PFC）通過(guò)減少導(dǎo)通路徑的器件數(shù)來(lái)減小導(dǎo)通損耗，可以顯著提高效率。無(wú)橋圖騰柱(Totem-Pole) PFC作為最簡(jiǎn)潔的無(wú)橋PFC拓?fù)?，可以減小尺寸和元器件數(shù)量，以簡(jiǎn)化PCB電路，從而減小體積，提高功率密度。然而由于Si MOSFET極差的反向恢復(fù)特性限制了電流連續(xù)(CCM) Totem-Pole PFC的應(yīng)用，而SiC MOS具有極小的反向恢復(fù)損耗，使之重獲關(guān)注和應(yīng)用，此外由于SiC MOSFET具有極小的開關(guān)損耗和高溫下較低的導(dǎo)通電阻，使得CCM Totem-Pole PFC可以獲得極高的效率。

因此派恩杰基于650V,60m?的SiC MOSFET P3M06060K4，推出高性能高效雙向3.3kW Totem-Pole PFC評(píng)估板，以給客戶提供參考解決方案。

基于SiC MOSFET Totem-Pole PFC評(píng)估板 ? 

如圖1所示為3.3kW CCM Totem-pole PFC評(píng)估板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，高頻管采用派恩杰650V,60m? 的SiC MOSFET P3M06060K4，開關(guān)頻率為65kHz, 低頻管采用Si 650V 23m? Cool MOSFET, 評(píng)估板具體參數(shù)見表1。如圖2所示，系統(tǒng)由功率板，控制板和高壓輔助電源板組成?？刂瓢宀捎肨i的TMDSCNCD280049C 評(píng)估板對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)側(cè)電流和母線電壓控制，輔助電源采用派恩杰1700V,1? TO263-7 SiC MOSFET P3M171K0G7構(gòu)成24W 準(zhǔn)諧振反激電源,可以涵蓋200-1000Vdc輸入母線電壓范圍。

效率和溫升測(cè)試 ? 

如圖3所示，可以看出采用派恩杰SiC MOSFET CCM Totem-pole PFC在全負(fù)載范圍內(nèi)都可以獲得非常高的效率，在輸入電壓265Vac時(shí)峰值效率可達(dá)99.19% ,輸入電壓220Vac, 峰值效率也高達(dá)98.89% ,大范圍負(fù)載效率都高過(guò)98.5%，可以滿足80+鈦金效率要求。系統(tǒng)滿載溫升情況如圖4和圖5所示，系統(tǒng)最高處溫度僅69℃，具有充足的熱設(shè)計(jì)裕量。