SiC為通訊電源PFC設計提供更高效簡化的設計方案
發布時間:2016-06-08 責任編輯:susan
【導讀】通(tong)訊(xun)電(dian)源(yuan)是(shi)服(fu)務(wu)器(qi),基(ji)站(zhan)通(tong)訊(xun)的(de)能(neng)源(yuan)庫(ku),為(wei)各(ge)種(zhong)傳(chuan)輸(shu)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)電(dian)能(neng),保(bao)證(zheng)通(tong)訊(xun)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing),通(tong)信(xin)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)在(zai)整(zheng)個(ge)通(tong)信(xin)行(xing)業(ye)中(zhong)占(zhan)的(de)比(bi)例(li)比(bi)較(jiao)小(xiao),但(dan)它(ta)是(shi)整(zheng)個(ge)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)的(de)關(guan)鍵(jian)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi),是(shi)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)上(shang)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)而(er)又(you)不(bu)可(ke)替(ti)代(dai)的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)。
通信電源產品種類繁多,一般集中放在機房裏,如圖1所示。

圖1:通訊電源機房
目前主流的通訊電源,其參數如下:
•輸入電壓AC:90-264V 50/60Hz
•輸出功率:2kw
•輸出:最大電壓12V/164.2A
•功率密度:26.14w/Cu.Inch.
•效率:93%
在通訊電源中要求高效,功率密度高、體積小、重量輕、成本低,有些工程師采用多種功率段並級成大功率,通訊電源主要由可控整流PFC,逆變和整流三大塊組成,要提高效率和功率密度必須要降低損耗,在前端的可控整流PFC部分會有幾種拓撲,ZVT PFC,無橋PFC,交錯並聯PFC以及SiC的硬開關PFC。在這麼多拓撲中,除了SiC硬開關PFC以外,其他幾種控製方式都十分複雜,因此在新一代的主流設計中工程師們對SiC的硬開關PFC更感興趣。由SiC器件組成硬開關電路如下圖2所示:

圖2:SIC管的硬開關boost電路
因為SiC器件的特性,SiC二極管的反向恢複時間接近0,因此開關損耗很低。將SiC用於PFC中可以帶來的好處是:高頻化、在較高的開關頻率下依然可以得到較低的開關損耗,電感的體積可以減小,同時還提高了功率密度。
在六管組成三相VIENNA拓撲的PFC,采用全6管SiC的MOSFET,可以省掉快恢複二極管,如下圖3所示:

圖3:由6個SIC MOSFET組成的PFC電路
上圖的6管PFC,如果選用6個900V的65毫歐的SiC MOSFET或者1200V的160毫歐/80毫歐的SiC MOSFET,目標開關頻率是100Khz,最大可以做到20KW功率。

圖4:SIC MOSFET開通和關管的波形
從圖4的仿真模型中可以看出,在開通和關斷的交越區域非常小,因此損耗非常小,CREE的SiC產品可以實現在通訊電源上的高效、低成本、小體積以及高可靠性的要求。
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