新方案！1600W两路交错无桥图腾柱TCM_PFC数字电源方案！

发布时间：2025-03-28 阅读量：1706 来源: 我爱方案网作者: bebop

数字电源是现代电子系统中降低功耗和管理日益增长的电源复杂性的重要技术之一。从智能手持设备到数据服务器和无线基站，数字电源的管理和控制提供了实时智能，使开发人员能够构建自动适应环境并优化效率的电力系统。

在云计算和人工智能（AI）计算兴起的背景下，服务器CPU/GPU所需功率在大幅增加，服务器电源的功率预算已经从21世纪初的200W至300W范围，增加到现在的800W至2000W，并且未来可能进一步增加到3000W/5500W甚至8000W以上‌。

应服务器电源高效、高功率密度的要求，图腾柱PFC相比传统二极管整流boost PFC每次能量传输少经过一个开关管、更为高效，因而在服务器电源、通信电源等领域得到了广泛应用，图腾柱PFC和传统拓扑的对比如图2所示。

传统拓扑与图腾柱拓扑对比

快包分析师推荐基于国产高性能MCU小华HC32F334开发的两路交错无桥图腾柱TCM_PFC数字电源方案，可广泛应用于储能、服务器电源等领域。

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实战方案

小华HC32F334两路交错无桥图腾柱TCM_PFC方案

方案采用互感器检测正、负向电流实现整流管OCP保护以及续流管负电流关断，同时实现交错控制。图5为满载电流交错以及主管实现ZVS的情况。图6为参考方案的THD、PF值以及效率曲线。参考方案的THD与PF值指标满足更加严格的M_CRPS标准。

图 5 Vin>Vout/2下的ZVS实现以及电感电流交错波形

图 6 额定220V输入下THD曲线(左轴)和PF值(右轴)以及不同输入下的效率曲线

方案特色：

• 输入电压：AC 176-264V

• 输出电压：DC 420V

• 功率：1600W

• 峰值效率：98.5%

• 频率范围：22.2kHz-300kHz

• PFC功率因素：峰值0.999

• THDI：2.5%@220V

其他优质电源方案推荐：

小华HC32F334 3kW 两相交错全桥LLC方案（参考设计）

方案简介：

交错式LLC电源拓扑能大幅度降低LLC输出电流纹波，可以减少输出侧滤波电容，从而减少系统体积；扩大单相LLC变换器的输出功率容量，相比直接并联，多相交错后相间易于均流；轻负载时还可以以单相全桥模式工作。所以已经广泛应用在中大功率工业领域。小华HC32F334专用数字电源控制器结合了交错LLC的发波时序和保护需求，完全自主开发设计，支持12路130ps高精度HRPWM。

方案特色：

输入电压：DC 380-420V

输出电压：DC 48V

功率：3000W

峰值效率：97%

谐振频率：132K

两相均流度：＞95%

输出纹波：＜1%

应用场景：

AC/DC、DC/DC数字电源应用，如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩DC/DC等。

意法半导体3 kW 全桥 LLC 谐振数字电源方案

方案简介：

一款数字控制的3 kW全桥LLC谐振DC-DC转换器，具有输出同步整流功能。该套件由电源板、数字控制板、适配器板和固件模块组成。

LLC转换器的全桥初级部分基于MDmesh DM2功率MOSFET，可实现高效率性能。PWM开关频率通过数字控制来调节输出电压。该转换器在接近谐振的频率下工作，以最大限度地提高效率，并在整个工作范围内实现零电压开关（ZVS）。

数字控制板上的STM32F334微控制器嵌入了高分辨率定时器，可实现更精细的调节，并可通过 USART、CAN、SMBus 和光耦合串行通信来传输状态信息。

方案特点：

额定功率：

输入直流电压：375 V 至 425 V
输出电压：48 V
最大输出电流：62.5 A
输出功率：3 kW
峰值效率：95.3%
高频变压器隔离电压：4 kV

谐振和开关频率：

最大DC-DC开关频率：380 kHz（启动时）
闭环开关频率：120kHz 至 250kHz
谐振频率：175 kHz

保护机制：

输入和输出端的欠压和过压保护
过热保护
短路保护
根据输出功率和温度调节空气流速的强制冷却

效率：

自适应同步整流
轻负载突发模式

应用场景：

通信电源，服务器电源，PV储能电源，UPS不间断电源

先楫HPM6280电源LLC方案

方案简介：

基于HPM6280高性能CPU实现400VDC转48VDC,功率1500W,效率达到了96%以上，实现400VDC转1500VDC,功率1500W,效率达到了96%以上

方案特点：

150-300K的PWM调制频率，CPU资源占用不到30%

应用场景：

服务器，光伏并网

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