峰值效率98.5%，功率1600W！全新国产高性能数字电源方案发布！

发布时间：2025-04-18 阅读量：1809 来源: 我爱方案网作者: bebop

随着工业4.0和新能源技术的快速发展，数字电源以其高精度控制、灵活配置和智能化管理能力，逐步替代传统模拟电源方案，成为工业控制、电力电子和医疗设备等领域的核心需求。据统计，2024年全球数字电源市场规模已突破200亿美元，其中工业应用占比超过40%，新能源领域增速达30%以上。

在这一背景下，我爱方案网配合原厂发展方案商生态，推介基于小华HC32F334系列数字电源专用控制器开发的1600W两路交错无桥图腾柱TCM_PFC方案，凭借其技术特性和生态布局，正逐步打破国际巨头的垄断格局。下表为HC32F334与国际竞品数据对比：

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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

小华HC32F334数字电源方案典型应用场景与竞争案例分析

1. 工业控制与电力电子

在3kW两相交错全桥LLC方案中，HC32F334通过12路HRPWM实现相间均流度>95%，效率峰值达97%，相比ST意法半导体的STM32G474RET6方案（主频170MHz，但PWM精度仅200ps），在轻载效率和多相协调控制上更具优势。某充电桩厂商采用该方案后，DC/DC模块体积缩减20%，动态响应速度提升15%。

2. 新能源与储能系统

对比TI德州仪器C2000系列DSP方案，HC32F334凭借集成PLA和硬件加速器，在光伏逆变器的MPPT算法实现中降低30%的CPU负载。例如，某微型逆变器厂商采用HC32F334后，单芯片即可完成PFC+LLC全桥控制，而传统方案需DSP+FPGA双芯片协同。

3. 医疗设备供电

在医疗UPS和监护设备领域，HC32F334的高可靠性设计（如独立电源域隔离）优于英飞凌XMC4000系列。某三甲医院的模块化数据中心采用该方案后，供电系统MTBF（平均无故障时间）从5万小时提升至8万小时，同时支持热插拔冗余，满足手术室不间断供电需求。

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。

英飞凌3.3KW双向图腾柱PFC数字电源方案

方案主控采用Infineon XMC1404 MCU基于ARM® Cortex®-M0处理器内核，主频为48MHz，具有高速处理能力。该MCU利用电流内环+电压外环双环数字控制，开关频率可达100KHz。在安全机制方面，产品配置短路、过流、欠压、过压等保护功能，并预留UART通信接口，可满足电机控制和数字功率转换的实时控制需求。

方案主回路采用CoolSiC™ MOSFET IMBG65R048M1H作为图腾柱PFC高频开关管，以及CoolMos™ MOSFET IPDQ60R010S7作为低频开关管，搭配2EDS9259X系列作为驱动，具有卓越的能效比与可靠。

（方案框图）

方案参数：

输入电压：110Vac~265Vac；
输出电压：400Vdc（额定值），稳态纹波＜5V（负载100%）；
最大输出功率：3.3KW（160Vac~265Vac）、1.6KW（110Vac~150Vac）；
开关频率：100KHz；
峰值效率：>98.5% @ 50%负载；
iTHD：<5@230Vac 负载 >20%；
功率因数：>0.99 @ 230Vac & 负载>20%；
外观尺寸：208mm×88mm×45mm。

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STM32F474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

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