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基于Microchip dsPIC33CK256MP506的3.3KW雙向圖騰柱PFC逆變電源方案

隨著新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)爆發(fā)式發(fā)展，全球能源結(jié)構(gòu)深刻變革，近幾年全球?qū)矣脙?chǔ)能系統(tǒng)的需求也迅速增長(zhǎng)。家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)，在用電低谷時(shí)，戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池組能夠自行充電，以備在用電高峰或斷電時(shí)使用。根據(jù) Wood Mackenzie, IEA, SolarpowerEU,USDOE 的數(shù)據(jù)，全球戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)從 2021 年的 9.5GWh 上升至2025 年的 93.4GWh，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 77.07%。2023年全球家用儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)銷售額為87.4億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)498.6億美
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圖騰柱PFC的傳導(dǎo)電磁干擾對(duì)策指南

隨著開關(guān)電源的廣泛應(yīng)用，開關(guān)電源的整流和濾波過程會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，導(dǎo)致電流波形嚴(yán)重畸變，進(jìn)而引起電磁干擾（EMI）和電磁兼容（EMC）問題。因此，功率因素校正(PFC)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。PFC技術(shù)旨在校正電流波形，使其與電壓波形保持同相，從而提高功率因子和減少諧波干擾。另一方面，電源供應(yīng)器通常需要通過CISPR32或是EN55032的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的主要目的是確保信息技術(shù)設(shè)備在運(yùn)行過程中不會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成有害干擾，同時(shí)也能抵抗外界的電磁干擾。CISPR32/EN55032測(cè)試項(xiàng)目分成兩類，傳導(dǎo)干擾以及輻射
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潛在的固件錯(cuò)誤可能是導(dǎo)致控制不穩(wěn)定的幕后黑手！

本期，我們將聚焦于發(fā)生在 PFC 級(jí)的電流振蕩，通過分析數(shù)字控制環(huán)路，了解潛在錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因并展示如何檢查控制固件中是否出現(xiàn)這種不穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)諸如升壓功率因數(shù)校正 (PFC) 之類的數(shù)字電源時(shí)，您是否見過類似圖 1 中的電流振蕩？圖 1. 電流振蕩發(fā)生在 PFC 級(jí)您可能認(rèn)為這種不穩(wěn)定振蕩由過快的控制帶引起，因此您減小比例積分 (PI) 控制器的比例增益 (Kp) 和積分增益 (Ki)，并顯著降低交叉頻率。振蕩就會(huì)消失。但這是最佳解決方案嗎？較低的電流環(huán)路帶寬會(huì)降低控制速度，但您可能
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反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

本期，我們將聚焦于反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，探討 53VDC 至 12V/5A 連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 反激式轉(zhuǎn)換器的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。反激式轉(zhuǎn)換器有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如，它是成本超低的隔離式電源轉(zhuǎn)換器，能夠輕松提供多種輸出電壓，并且它是簡(jiǎn)單的初級(jí)側(cè)控制器，功率輸出高達(dá) 300W。反激式轉(zhuǎn)換器廣泛用于從電視到手機(jī)充電器等許多離線應(yīng)用，以及電信和工業(yè)應(yīng)用。它們的基本操作可能會(huì)讓人望而生畏，設(shè)計(jì)選擇也很多，尤其是對(duì)于那些從未進(jìn)行過設(shè)計(jì)的人而言。我們來看看 53VDC 至 12V/5A 連
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采用峰值電流模式控制的功率因數(shù)校正

本期，為大家?guī)淼氖恰恫捎梅逯惦娏髂Ｊ娇刂频墓β室驍?shù)校正》，我們將深入探討控制 PFC 并實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)的新方法 - 一種特殊的峰值電流模式。這種方法不需要電流采樣電阻，因此消除了功率損耗。雖然它仍使用電流互感器來檢測(cè)開關(guān)電流，但無需在 PWM 導(dǎo)通時(shí)間的中間進(jìn)行采樣，從而避免了采樣位置偏移問題。除此以外還有其他好處。引言當(dāng)處理 75W 以上的功率級(jí)別時(shí)，離線電源需要功率因數(shù)校正 (PFC)。PFC 的目標(biāo)是控制輸入電流以跟隨輸入電壓，從而使負(fù)載看起來像是純電阻器。對(duì)于正弦交流輸入電壓，輸入電流也需為正
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設(shè)計(jì) CCM 反激式轉(zhuǎn)換器

連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 反激式轉(zhuǎn)換器通常用于中等功耗的隔離型應(yīng)用。與不連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM) 運(yùn)行相比，CCM 運(yùn)行的特點(diǎn)是具有更低的峰值開關(guān)電流、更低的輸入和輸出電容、更低的 EMI 以及更窄的工作占空比范圍。由于具有這些優(yōu)點(diǎn)并且成本低廉，它們已廣泛應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。本文將提供之前在電源設(shè)計(jì)小貼士：反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)中討論過的 53Vdc 至 12V/5A CCM 反激式轉(zhuǎn)換器的功率級(jí)設(shè)計(jì)公式。圖 1 展示了工作頻率為 250kHz 的 6
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設(shè)計(jì) DCM 反激式轉(zhuǎn)換器

反激式轉(zhuǎn)換器可在連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 或不連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM) 下運(yùn)行。不過，對(duì)于許多低功耗、低電流應(yīng)用而言， DCM 反激式轉(zhuǎn)換器是一種結(jié)構(gòu)更緊湊、成本更低的選擇。以下是指導(dǎo)您完成此類設(shè)計(jì)的分步方法。DCM 運(yùn)行的特點(diǎn)是，在下一個(gè)開關(guān)周期開始之前，轉(zhuǎn)換器的整流器電流會(huì)降至零。在開關(guān)之前將電流降至零，可以降低場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 功耗和整流器損耗，通常也會(huì)降低變壓器尺寸要求。相比之下，CCM 運(yùn)行會(huì)在開關(guān)周期結(jié)束時(shí)保持整流器電流導(dǎo)通。我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)小貼士《反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)》和
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GaN 開關(guān)集成如何在 PFC 中實(shí)現(xiàn)低 THD 和高效率

為了在輕負(fù)載下改善功率因數(shù)校正?(PFC) 并達(dá)到峰值效率，同時(shí)縮減無源器件，需要用到符合成本效益的解決方案，而這一需求在使用常規(guī)連續(xù)導(dǎo)通模式?(CCM) 控制的情況下變得越來越困難。工程師們正在對(duì)復(fù)雜多模解決方案進(jìn)行大量研究，以求解決這些問題，實(shí)現(xiàn)在縮減電感器尺寸的同時(shí)，在較輕的負(fù)載下利用軟開關(guān)提高效率。本期電源設(shè)計(jì)小貼士中，我們將介紹一種實(shí)現(xiàn)高效率和低總諧波失真 (THD) 的新方法，此方法不需要使用復(fù)雜的多模式控制算法，可在所有工作條件下實(shí)現(xiàn)零開關(guān)損耗。此方法采用高性能氮化鎵 (
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實(shí)現(xiàn)3.3KW高功率密度雙向圖騰柱PFC數(shù)字電源方案

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)變革，近幾年全球?qū)矣脙?chǔ)能系統(tǒng)的需求量一直保持相當(dāng)程度的增長(zhǎng)。2023年，全球家用儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)銷售額達(dá)到了87.4億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到498.6億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為33.68%（2023-2029）；便攜儲(chǔ)能市場(chǎng)經(jīng)過了一輪爆發(fā)式增長(zhǎng)的狂歡后，現(xiàn)在也迎來了穩(wěn)定增長(zhǎng)期，從未來看，預(yù)計(jì)在2027年便攜儲(chǔ)能市場(chǎng)將達(dá)到900億元；AI Server市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，帶來了數(shù)字化、智能化服務(wù)器所需的高功率服務(wù)器電源的需求，現(xiàn)在單機(jī)3KW的Power也成為了標(biāo)配。對(duì)于
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基于英飛凌PFC+混合反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)IC XDPS2221的140W適配器方案

XDP? XDPS2221是一款集成了交流直流功率因數(shù)校正（PFC）控制器和DC-DC混合反激控制器（HFB）的單一解決方案。通過兩個(gè)階段的協(xié)調(diào)操作，可以輕松滿足監(jiān)管效率的要求。此外，所有門極驅(qū)動(dòng)器的進(jìn)一步集成和600 V高壓?jiǎn)?dòng)單元（用于初始IC電壓供應(yīng)）可以減少外部物料清單（BOM）成本和元器件數(shù)量?；谛路f的零電壓開關(guān)（ZVS）HFB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基于GaN的器件，它在各種輸入/負(fù)載條件下都具有領(lǐng)先同類產(chǎn)品的效率。憑借這些特點(diǎn)及XDP? XDPS2221固有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，如，零電壓
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設(shè)計(jì)三相PFC請(qǐng)務(wù)必優(yōu)先考慮這幾點(diǎn)

三相功率因數(shù)校正(PFC)系統(tǒng)（或也稱為有源整流或有源前端系統(tǒng)）正引起極大的關(guān)注，近年來需求急劇增加。之前我們介紹了三相功率因數(shù)校正系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。本文為系列文章的第二部分，將主要介紹設(shè)計(jì)三相PFC時(shí)的注意事項(xiàng)。在設(shè)計(jì)三相PFC時(shí)應(yīng)該考慮哪些關(guān)鍵方面？對(duì)于三相PFC，有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體可根據(jù)應(yīng)用要求而定。不同的應(yīng)用在功率流方向、尺寸、效率、環(huán)境條件和成本限制等參數(shù)方面會(huì)有所不同。在實(shí)施三相PFC系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮幾個(gè)注意事項(xiàng)。以下是一些尤其需要注意的事項(xiàng)：■ 單極還是雙極（兩電平或三電平）■ 調(diào)制方案■
關(guān)鍵字： PFC 轉(zhuǎn)換器功率模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

揭秘三相功率因數(shù)校正 (PFC) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

三相功率因數(shù)校正 (PFC) 系統(tǒng)（或也稱為有源整流或有源前端系統(tǒng)）正引起極大的關(guān)注，近年來需求急劇增加。推動(dòng)這一趨勢(shì)的主要因素有兩個(gè)。本文為系列文章的第一部分，將主要介紹三相功率因數(shù)校正系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。圖1總結(jié)了一些需要PFC前端的常見應(yīng)用。首先是汽車電子，經(jīng)過幾年的發(fā)展，該領(lǐng)域增長(zhǎng)動(dòng)力強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)未來五年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到 30%。充電基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是快速直流 EV 充電樁，需要跟上電動(dòng)汽車的發(fā)展步伐，以有效推動(dòng)電動(dòng)汽車的普及。這些 AC/DC 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)需要在前端使用三相 PFC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以高效
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用于電動(dòng)汽車充電器應(yīng)用 PFC 的 SiC 器件

交流充電樁適合在家中或工作場(chǎng)所為電動(dòng)汽車充電，因?yàn)槟壳败囕d充電器的額定功率通常達(dá)到11千瓦，充滿電需要8~10小時(shí)。然而，對(duì)于假期等長(zhǎng)途旅行，消費(fèi)者希望在休息期間充電更快。直流電動(dòng)汽車充電樁具有交流轉(zhuǎn)直流、隔離直流轉(zhuǎn)直流的特點(diǎn)，比交流充電樁具有更高的額定功率。使用分立器件的直流電動(dòng)汽車充電子單元的額定功率目前為 11 kW-22 kW，但在不久的將來將增加到 30 至 50 kW 范圍。多個(gè)直流電動(dòng)汽車充電子單元并聯(lián)可以將直流充電樁的額定功率從 120 kW 提高到 360 kW。使用這種直流充電樁，消費(fèi)
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常見三相PFC結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)分析，一文get√

為了滿足應(yīng)用的要求，為PFC選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)重要考慮因素，它們將決定整體的解決方案和性能。此外，并非所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都可以滿足所有要求，就像并非所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都支持三電平開關(guān)或雙向性。本文將介紹一些常見的三相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并討論它們的優(yōu)缺點(diǎn)。Vienna整流器（三開關(guān)升壓）在深入研究Vienna整流器的技術(shù)細(xì)節(jié)和特征之前，有必要了解一下它的歷史，但更重要的是，我們要就所討論的內(nèi)容達(dá)成共識(shí)。Vienna整流器是一種脈寬調(diào)制整流器，由 Johann W. Kolar于1993年發(fā)明。在Kolar發(fā)明它之前，人們使用每
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基于 GaN 的高效率 1.6kW CrM 圖騰柱PFC參考設(shè)計(jì) TIDA-00961 FAQ

高頻臨界模式 (CrM) 圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC) 是一種使用 GaN 設(shè)計(jì)高密度功率解決方案的簡(jiǎn)便方法。TIDA-00961 參考設(shè)計(jì)使用 TI 的 600V GaN 功率級(jí) LMG3410 和 TI 的 Piccolo?高頻臨界模式 (CrM) 圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC) 是一種使用 GaN 設(shè)計(jì)高密度功率解決方案的簡(jiǎn)便方法。TIDA-00961 參考設(shè)計(jì)使用 TI 的 600V GaN 功率級(jí) LMG3410 和 TI 的 Piccolo? F280049 控制器。功率級(jí)尺寸 65 x 4
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