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OBC PFC車規(guī)功率器件結(jié)溫波動(dòng)與功率循環(huán)壽命分析

隨著新能源汽車(xEV)在乘用車滲透率的逐步提升，車載充電機(jī)(OBC)作為電網(wǎng)與車載電池之間的單向充電或雙向補(bǔ)能的車載電源設(shè)備，也得到了非常廣泛的應(yīng)用。相比車載主驅(qū)電控逆變器，電源類OBC產(chǎn)品復(fù)雜度高，如何實(shí)現(xiàn)其高功率密度、高可靠性、高效率、高性價(jià)比等核心指標(biāo)的優(yōu)化與平衡，一直是OBC不斷技術(shù)迭代與產(chǎn)品革新的方向。在上述OBC與可靠性的背景下，針對(duì)車規(guī)功率器件在PFC電路中的結(jié)溫(Tvj)波動(dòng)與功率循環(huán)(PC)壽命的熱點(diǎn)應(yīng)用話題，我們將以系列微信文章的形式，結(jié)合英飛凌最新的技術(shù)與產(chǎn)品，與大家一起分享。功
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圖騰柱無橋PFC與SiC相結(jié)合，共同提高電源密度和效率

效率和尺寸是電源設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要考慮因素，而功率因數(shù)校正 (PFC)也在變得越來越重要。為了減少無功功率引起的電力線諧波含量和損耗，盡可能降低電源運(yùn)行時(shí)對(duì)交流電源基礎(chǔ)設(shè)施的影響，需要使用 PFC。但要設(shè)計(jì)出小尺寸、高效率電源（包括 PFC）仍極具挑戰(zhàn)性。本文介紹了如何通過修改傳統(tǒng) PFC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。使用整流器和升壓二極管的 PFC電源的輸入級(jí)通常使用橋式整流器后接單相 PFC 級(jí)，由四個(gè)整流器二極管和一個(gè)升壓二極管組成。圖 1：橋式整流器后接單相 PFC 級(jí)圖騰柱無橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還有一種提高
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基于ST CCM PFC L4986A 設(shè)計(jì)的1KW 雙BOOST PFC電源方案

L4986簡介：L4986是一款峰值電流模式PFC升壓控制器，采用專有的乘法器“模擬器”，除了創(chuàng)新型THD優(yōu)化器，還保證在所有工條件下具有非常低的總諧波失真（THD）性能。該器件引腳采用SO封裝，集成了800V 高壓啟動(dòng)功能，無需使用傳統(tǒng)的放電電阻?？梢灾С值墓β史秶鷱囊粌砂偻叩綆浊摺?ST 提供兩個(gè)版本：A為65 kHz，B為130 kHz。本案例方案中使用的是65K A版本。Double -boost 電路簡介：Double-boost 是無橋PFC的一種, 去掉了大功耗的整流橋，可以顯著提
關(guān)鍵字： ST SIC 第三代半導(dǎo)體 CCM PFC 4986 電動(dòng)工具割草機(jī) 雙boost double boost 無橋PFC

基于onsemi NCP1618多模式PFC 500W設(shè)計(jì)方案

近年來隨著應(yīng)用技術(shù)不斷推陳出新，造就終端應(yīng)用的功率需求越來越大，例如:5G網(wǎng)通電源供應(yīng)器、ATX/Gaming電源供應(yīng)器等等，功率消耗大于一程度時(shí)電源供應(yīng)器就要有功率因數(shù)校正(Power Factor Correction, PFC)的功能，以歐盟EN61000-3-2規(guī)范要求，所有電子產(chǎn)品輸入功率大于75W時(shí)，其電源供應(yīng)都需要有功率因數(shù)校正的機(jī)能。另外，在規(guī)格要求也越來越嚴(yán)苛，以往可能只要求滿載下效率與功率因數(shù)PF值等，目前會(huì)要求在某負(fù)載范圍下效率都要達(dá)到一定的程度，且PF值也要達(dá)到一定的數(shù)
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氮化鎵在采用圖騰柱 PFC 的電源設(shè)計(jì)中達(dá)到高效率

幾乎所有現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)都涉及交流/直流電源，這些系統(tǒng)從交流電網(wǎng)獲得能量，并將經(jīng)過妥善調(diào)節(jié)的直流電壓輸送到電氣設(shè)備。隨著全球功耗增加，交流/直流電源轉(zhuǎn)換過程中的相關(guān)能量損耗，成為電源設(shè)計(jì)人員整體能源成本考慮的重要部份，特別是高耗電電信和服務(wù)器應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員。氮化鎵有助于提高能效并減少交流/直流電源的損耗，進(jìn)而有助于降低終端應(yīng)用的擁有成本。例如，透過最低 0.8% 的效率增益，采用氮化鎵的圖騰柱功率因子校正（PFC）有助于100 MW數(shù)據(jù)中心在10年內(nèi)節(jié)省多達(dá)700萬美元的能源成本。選擇正確的 PFC 級(jí)拓
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離線 PFC－PWM 組合控制器

本應(yīng)用說明解決了電力公司廣泛使用的變壓器和其他電源效率質(zhì)量低下的原因。接下來是建議的離線 PFC-PWM 組合控制器架構(gòu)，該架構(gòu)可以極大地幫助緩解功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)電流線路中高諧波含量的困境。此外，還評(píng)估了該設(shè)計(jì)架構(gòu)，以了解其對(duì)系統(tǒng)整體效率的影響。本應(yīng)用說明解決了電力公司廣泛使用的變壓器和其他電源效率質(zhì)量低下的原因。接下來是建議的離線 PFC-PWM 組合控制器架構(gòu)，該架構(gòu)可以極大地幫助緩解功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)電流線路中高諧波含量的困境。此外，還評(píng)估了該設(shè)計(jì)架構(gòu)，以了解其對(duì)系統(tǒng)整體效率的影響。
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GaN 如何在基于圖騰柱 PFC 的電源設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)高效率

幾乎所有現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)都會(huì)用到 AC/DC 電源，它從交流電網(wǎng)中獲取電能，并將其轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)良好的直流電壓傳輸?shù)诫姎庠O(shè)備。隨著全球范圍內(nèi)功耗的增加，AC/DC 電源轉(zhuǎn)換過程中的相關(guān)能源損耗成為電源設(shè)計(jì)人員整體能源成本計(jì)算的重要一環(huán)，對(duì)于電信和服務(wù)器等“耗電大戶”領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員來說更是如此。氮化鎵 (GaN) 可提高能效，減少 AC/DC 電源損耗，進(jìn)而有助于降低終端應(yīng)用的擁有成本。例如，借助基于 GaN 的圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC)，即使效率增益僅為 0.8%，也能在 10 年間幫助一個(gè) 100MW 數(shù)據(jù)
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干貨 | 如何更好的理解PFC（功率因數(shù)校正）

01?什么是功率因數(shù)補(bǔ)償？功率因數(shù)補(bǔ)償：在上世紀(jì)五十年代，已經(jīng)針對(duì)具有感性負(fù)載的交流用電器具的電壓和電流不同相（圖1）從而引起的供電效率低下提出了改進(jìn)方法（由于感性負(fù)載的電流滯后所加電壓，由于電壓和電流的相位不同使供電線路的負(fù)擔(dān)加重導(dǎo)致供電線路效率下降，這就要求在感性用電器具上并聯(lián)一個(gè)電容器用以調(diào)整其該用電器具的電壓、電流相位特性，例如：當(dāng)時(shí)要求所使用的40W日光燈必須并聯(lián)一個(gè)4.75μF的電容器）。用電容器并連在感性負(fù)載，利用其電容上電流超前電壓的特性用以補(bǔ)償電感上電流滯后電壓的特性來使總的特
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開關(guān)電源Buck電路CCM及DCM工作模式

Buck開關(guān)型調(diào)整器圖1CCM及DCM定義1）CCM（Continuous Conduction Mode），連續(xù)導(dǎo)通模式：在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電感電流從不會(huì)到0?；蛘哒f電感從不“復(fù)位”，意味著在開關(guān)周期內(nèi)電感磁通從不回到0，功率管閉合時(shí)，線圈中還有電流流過。2）DCM，(Discontinuous Conduction Mode)，斷續(xù)導(dǎo)通模式：在開關(guān)周期內(nèi)，電感電流總會(huì)到0，意味著電感被適當(dāng)?shù)亍皬?fù)位”，即功率開關(guān)閉合時(shí)，電感電流為零。3）BCM（Boundary Conduction Mode），臨界導(dǎo)
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GaN如何在基于圖騰柱PFC的電源設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)高效率

幾乎所有現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)都會(huì)用到 AC/DC 電源，它從交流電網(wǎng)中獲取電能，并將其轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)良好的直流電壓傳輸?shù)诫姎庠O(shè)備。隨著全球范圍內(nèi)功耗的增加，AC/DC 電源轉(zhuǎn)換過程中的相關(guān)能源損耗成為電源設(shè)計(jì)人員整體能源成本計(jì)算的重要一環(huán)，對(duì)于電信和服務(wù)器等“耗電大戶”領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員來說更是如此。氮化鎵 (GaN) 可提高能效，減少 AC/DC 電源損耗，進(jìn)而有助于降低終端應(yīng)用的擁有成本。例如，借助基于 GaN 的圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC)，即使效率增益僅為 0.8%，也能在 10 年間幫助一個(gè) 100MW 數(shù)據(jù)
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電源設(shè)計(jì)更快更好，高效能圖騰柱PFC應(yīng)用須知

現(xiàn)今電源供應(yīng)器市場為因應(yīng)全球減碳活動(dòng)，已經(jīng)將效能目標(biāo)設(shè)定為更高效率、減少損失、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量為主。安森美(onsemi)提出最新高效能Totem Pole(圖騰柱) 結(jié)合全橋整流器之PFC IC NCP1680/1681設(shè)計(jì)方案，相較傳統(tǒng)PFC之轉(zhuǎn)換效率可以提升3%~4%，符合未來電源供應(yīng)器之節(jié)省能源，降低成本，提高系統(tǒng)容量之訴求。加上NCP1680/1681快速的負(fù)載暫態(tài)補(bǔ)償響應(yīng)，以及高規(guī)格安規(guī)等級(jí)各式保護(hù)功能，特別是具有PFC-OK訊號(hào)供應(yīng)后級(jí)電源時(shí)序控制，NCP1680/1681應(yīng)
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三相PFC轉(zhuǎn)換器如何大幅提高車載充電器的充電功率？

隨著汽車市場電氣化時(shí)代的到來，對(duì)電池充電器的需求越來越大。通過簡單的公式可以知道，功率越大，充電時(shí)間就越短。本文考慮的是三相電源，其所能提供的功率最高為單相電源的3 倍。這里提及的三相 PFC 板是基于碳化硅 MOSFET 的車載充電器系統(tǒng)第一級(jí)的示例，它會(huì)提高系統(tǒng)效率并減少 BOM 內(nèi)容。開發(fā) PFC 板的主要目的是方便訪問不同設(shè)備，從而為測試階段和測量提供便利；外形尺寸優(yōu)化從來不是 EVB 的目標(biāo)。一輸出電壓在這里，三相 PFC 提供的輸出電壓被固定為 700 V（精度5%）。得益于
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基于ST L4985A 的低 THD 350W CCM PFC 前置穩(wěn)壓器方案

介紹本應(yīng)用筆記介紹了基于新型 L4985 連續(xù)導(dǎo)通模式的演示板 EVL4985-350W (CCM) 功率因數(shù)控制器 (PFC)，并介紹了其臺(tái)架評(píng)估的主要結(jié)果。該板實(shí)現(xiàn)了350W，寬范圍輸入 PFC 預(yù)調(diào)節(jié)器，適用于從 150 W 到數(shù) kW 的所有 SMPS，必須符合 IEC61000-3-2 和JEITA-MITI 標(biāo)準(zhǔn)。由于 L4985 上嵌入了專利控制，該設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是輸入電流失真極低（THD）在所有工作條件下，并且外部元件數(shù)量非常有限，如高壓啟動(dòng)電路和X-cap 放電電路嵌入在 L4985 中
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PFC電路：死區(qū)時(shí)間理想值的考量

由于該電路是進(jìn)行同步整流工作的電路，所以我們通過仿真來探討高邊（HS）和低邊（LS）SiC MOSFET SCT2450KE的死區(qū)時(shí)間理想值，即不直通的最短時(shí)間。死區(qū)時(shí)間可以通過仿真工具的PWM控制器參數(shù)TD1（HS）和TD2（LS）來分別設(shè)置。關(guān)鍵要點(diǎn)?橋式電路中的死區(qū)時(shí)間設(shè)置與損耗和安全性有關(guān)，因此需要充分確認(rèn)。?死區(qū)時(shí)間的理想值是不直通的最短時(shí)間。?由于開關(guān)器件的開關(guān)速度會(huì)受溫度和批次變化等因素影響而發(fā)生波動(dòng)，因此在設(shè)計(jì)過程中，除了最短時(shí)間外，還應(yīng)留有余量。在本文中，我們將探討如何估算橋式電路中理想
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使用NCP1623A設(shè)計(jì)緊湊高效的PFC級(jí)的IC控制電路設(shè)計(jì)

之前我們介紹過快速設(shè)計(jì)由 NCP1623 驅(qū)動(dòng)的 CrM/DCM PFC 級(jí)的關(guān)鍵步驟中的定義關(guān)鍵規(guī)格與功率級(jí)設(shè)計(jì)。本文將詳細(xì)說明IC控制電路設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)：FB引腳電路、VCTRL 引腳電路、CS/ZCD 引腳電路、CSZCD電阻器設(shè)計(jì)等內(nèi)容。步驟 3：IC 控制電路設(shè)計(jì)如圖 1 所示，反饋配置包括：● 一個(gè)電阻分壓器，用于降低體電壓，以向 FB 引腳提供反饋信號(hào)。出于安全考慮，分壓器的上層電阻通常由兩個(gè)或三個(gè)電阻構(gòu)成。否則，RFB1 的任何意外短接都會(huì)將輸出高電壓施加到控制器上并將
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