基于無(wú)橋圖騰柱架構(gòu)與SCR浪涌限流,以ST SiC MOSFET與STM32F334設(shè)計(jì)的3.6 kW PFC 數(shù)位電源方案: STEVAL-DPSTPFC1
STEVAL-DPSTPFC1 3.6 kW無(wú)橋圖騰柱(bridgeless totem pole)升壓電路可透過(guò)浪涌電流限制器(ICL Inrush Current Limiter)實(shí)現(xiàn)數(shù)位功率因數(shù)校正(PFC)。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202211/439999.htm它可幫助您使用最新的ST電源套件設(shè)備設(shè)計(jì)創(chuàng)新的拓?fù)洌禾蓟?SiC) MOSFET(SCTW35N65G2V),晶閘管SCR(TN3050H-12WY),隔離式FET驅(qū)動(dòng)器(STGAP2S)和32位MCU(STM32F334)。該方案以72 kHz運(yùn)行的緊湊型轉(zhuǎn)換器,具有高峰值效率,97.5%,低總諧波失真 THD ( Total Harmonic Distortion ) ,3.7%, 并減少了材料清單。
它實(shí)現(xiàn)了一種堅(jiān)固的電路,可滿(mǎn)足高達(dá)4 kV的EMC標(biāo)準(zhǔn),從而提供了高開(kāi)關(guān)壽命并減少了EMI輻射。用作交流線(xiàn)路極性切換器的晶閘管SCR可以在加電或線(xiàn)路下降恢復(fù)時(shí)實(shí)現(xiàn)電流限制:PFC效率最佳,并且不會(huì)發(fā)生EMI效應(yīng)。該解決方案包括具有無(wú)橋圖騰柱升壓功能的電源板(帶有浪涌限制器電路,開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和輔助電源),帶有其MCU的控制板,PFC / ICL控制固件,以及用于MCU軟件調(diào)試的適配器板。
該解決方案適合需要緊湊布局和高質(zhì)量功率因數(shù)校正的應(yīng)用:
· 電池充電器
· EV車(chē)載充電
· UPS和工業(yè)充電器,
· 工業(yè)中的SMPS
· 數(shù)據(jù)中心和電信環(huán)境
它使用以下ST電源IC:
· 1200 V,30 A汽車(chē)級(jí)晶閘管(Thyristor)(TN3050H-12WY)
· 650 V,35 A,SiC功率MOSFET(SCTW35N65G2V)
· 1700 V,4 A,電隔離單柵極驅(qū)動(dòng)器(STGAP2S)
· 帶有DSP和FPU指令的STM32F3混合信號(hào)MCU(STM32F334)
· 節(jié)能的離線(xiàn)高壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器, 用于輔助電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換器(VIPER26LD)
方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)說(shuō)明如下:
圖騰柱Totem-Pole配置通常用于PFC拓?fù)渲幸詫?shí)現(xiàn)高效率和高功率密度
PFC控制算法
數(shù)位控制浪涌電流限制(ICL)
浪涌電流限制器(ICL Inrush Current Limiter)使用繼電器,熱敏電阻及SCR 的比較:
交流過(guò)零時(shí)電流穩(wěn)定的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
STSW-DPSTPFC1FW固件控制STEVAL-DPSTPFC1 3.6 kW無(wú)橋圖騰柱(bridgeless totem pole )升壓電路。
它運(yùn)行在STM32F334微控制器上,透過(guò)控制電路板啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流, 達(dá)到效率,總諧波失真THD,功率因數(shù)和可靠性方面提高性能。
固件在上電時(shí)或板子復(fù)位后立即可用。
STSW-DPSTPFC1FW提供了一個(gè)配置和控制參數(shù)(SCR開(kāi)啟延遲步長(zhǎng),保護(hù)閾值(thresholds)和電流/電壓控制器系數(shù))的環(huán)境。
該固件包基于STM32CubeMX(v 4.22),并且是為IAR / EWARM工作區(qū)(版本7.70)設(shè)計(jì)的。
https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-dpstpfc1fw.html
重要零件
SiC功率MOSFET及柵極驅(qū)動(dòng)器
?場(chǎng)景應(yīng)用圖
?產(chǎn)品實(shí)體圖
?展示板照片
?方案方塊圖
?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)
· 使用可操作于低頻段的硅控整流器SCR來(lái)控制浪涌電流限制有助于免除使用占空間的熱敏電阻 /繼電器。
· 峰值效率:97.5%,總諧波 失真(THD)為3.7%
· 緊湊型PFC轉(zhuǎn)換器
· 更高的開(kāi)關(guān)壽命
· 符合4 kV時(shí)的EMI規(guī)范
· 符合RoHS和WEEE
?方案規(guī)格
?輸入交流電壓:85VAC至264VAC
?直流輸出電壓:400VDC
?最大輸入電流:16A
?開(kāi)關(guān)頻率:72kHz
?操作模式:CCM
?230VAC,50%負(fù)載時(shí),峰值效率?97.5%
?iTHD <10> 30%負(fù)載
?數(shù)位浪涌電流限制控制
評(píng)論