基于STM32G474RBT6 MCU的數(shù)字控制3KW通信電源方案

STDES-3KWTLCP參考設(shè)計針對5G通信應(yīng)用的3 kW/53.5V AC-DC轉(zhuǎn)換器電源，使用完整的ST數(shù)字電源解決方案。

STDES-3KWTLCP參考設(shè)計針對5G通信應(yīng)用的3 kW/53.5V AC-DC轉(zhuǎn)換器電源，使用完整的ST數(shù)字電源解決方案。

電路設(shè)計包括前端無橋圖騰柱PFC和后端LLC全橋架構(gòu)。前級圖騰柱PFC提供功率因數(shù)校正（PFC）和諧波失真（THD）抑制，后記全橋LLC轉(zhuǎn)換器提供安全隔離和穩(wěn)定的輸出電壓。

該參考設(shè)計為高效率緊湊型解決方案，在230 VAC輸入時，測量峰值效率為96.3%，低THD失真（滿載時小于5%THD）并減少了材料成本。

外形尺寸為105 mm x 281 mm x 41 mm，功率密度高達(dá)40 W/in3。

該電源由兩個功率級組成：一個由STM32G474RBT6 MCU 控制的無橋圖騰極PFC, 以及次級 由另一個STM32G474RBT6 MCU 控制的全橋LLC+同步整流（SR)。

STDES-3KWTLCP還可以幫助用戶使用ST最新的功率器件：第三代半導(dǎo)體SIC MOSFET、高壓MDmesh MOSFET、超結(jié)MOSFET、隔離MOS 驅(qū)動器和VIPer系列輔助電源。

使用STM32G474RBT6 MCU 控制的前級無橋圖騰柱PFC 實(shí)現(xiàn)原理如下圖：

圖騰柱PFC的架構(gòu)模型如下圖，四顆MOS在MCU的控制下，交替導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的目的，其中左側(cè)兩顆，必須使用第三代寬禁帶半導(dǎo)體，如SIC，GNA，本案例中使用的是ST第二代SIC SCTW35N65G2V。

使用STM32G474RBT6 MCU 控制的LLC + SR 實(shí)現(xiàn)原理如下圖：

全橋LLC 的架構(gòu)模型如下圖，初級側(cè)四顆高壓MOS 使用ST低損耗的M6系列超結(jié)MOSFET ---STW70N65DM6 ，次級側(cè)四顆低壓MOS使用 STL130N8F7, SMD 5*6mm封裝，導(dǎo)通阻抗3mR.

后級LLC轉(zhuǎn)換部分，各主要功率器件的分布如下,結(jié)構(gòu)非常緊湊：

12--高壓MOS STW70N65DM6

13--諧振電感

14--諧振電容

15--主變壓器

16--次級同步整流低壓MOS

17--輸出電容

18--MCU控制小板

?場景應(yīng)用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

? 采用ST SIC MOS（寬禁帶第三代半導(dǎo)體）， 高溫低阻，低開關(guān)損耗，低體二極管反向恢復(fù)電荷。 

? 主控MCU芯片ST32M474,全數(shù)字設(shè)計電源控制。 

? 功率密度達(dá): 40 W/in^3。 

? 滿負(fù)載時高功率因數(shù)&總諧波失真 THD <5% 。 

? 峰值浪涌電流<30A 。

?方案規(guī)格

? 輸入電壓：90~264V 

? 輸入電壓頻率：47~63HZ 

? 輸出電壓：53.5V 

? 輸出功率：3000W 

? 功率因數(shù)>0.98 @滿負(fù)載 

? 峰值效率 96.3%