實現3.3KW高功率密度雙向圖騰柱PFC數字電源方案

隨著社會經濟發(fā)展、能源結構變革，近幾年全球對家用儲能系統的需求量一直保持相當程度的增長。2023年，全球家用儲能系統市場銷售額達到了87.4億美元，預計2029年將達到498.6億美元，年復合增長率（CAGR）為33.68%（2023-2029）；便攜儲能市場經過了一輪爆發(fā)式增長的狂歡后，現在也迎來了穩(wěn)定增長期，從未來看，預計在2027年便攜儲能市場將達到900億元；AI Server市場規(guī)模持續(xù)增長，帶來了數字化、智能化服務器所需的高功率服務器電源的需求，現在單機3KW的Power也成為了標配。

對于以上這些應用，傳統開關電源難以滿足“體積小、重量輕、效率高”的要求。由于全數字電源采用MCU控制，可以精準靈活的實現用戶要求。

品佳集團基于英飛凌 XMC1400開發(fā)的高功率密度3300W全數字雙向圖騰柱PFC，是性價比最高的方案之一。

該方案是基于英飛凌ARM? Cortex? M0 XMC14xx和驅動IC以及功率器件（CoolMOS 、SiC MOS）的3300W 100KHz全數字雙向電源，高效能高密度的連續(xù)模式(CCM)圖騰柱功率因數校正器(TP PFC)變換器，110V~265Vac寬輸入電壓，400V穩(wěn)定輸出，PF值0.99，峰值效率可達98.5%，性能表現卓越。

主控采用XMC1404，M0+內核，主頻48MHz，采用電流內環(huán)+電壓外環(huán)雙環(huán)數字控制，開關頻率可達100KHz，搭配短路、過流、欠壓、過壓等保護功能，并預留了Uart通信接口。

主回路采用CoolSiC? Mosfet IMBG65R048M1H作為圖騰柱PFC高頻開關管，以及CoolMos? IPDQ60R010S7作為低頻開光管，搭配英飛凌Gate driver 2EDS9259X系列作為驅動。

輔助電源基于英飛凌QR-Flyback IC ICE5QSBG，搭配CoolMos IPN70R360P7S，做成可插拔的小型模塊為MCU、Gatedriver、風扇等供電，方便拓展設計。

?場景應用圖

千圖網

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優(yōu)勢

1. 高功率密度、高效率、高功率因數 2. 基于英飛凌ARM? Cortex? M0 MCU XMC1404為核心，全數字控制 3. 控制精度高，充分發(fā)揮XMC1404的優(yōu)勢，采用雙環(huán)路數字控制，開關頻率可達100KHz，超高分辨率PWM（150ps） 4. 主回路、輔助電源、主控板模塊化程度高，提高產品設計靈活度

?方案規(guī)格

1. 輸入電壓：110V~265Vac 2. 輸出電壓：400Vdc(rated),Steady-state ripple less than 5V(load100%) 3. 最大輸出功率：3.3KW(160Vac~265Vac)；1.6KW(110Vac~150Vac) 4. 開關頻率：100KHz 5. 峰值效率：>98.5% @ 50%load 6. iTHD：<5>20% 7. 功率因數：>0.99 @ 230Vac & load>20% 8. 外觀尺寸：208mm*88mm*45mm