基于Infineon XMC1400搭配CoolSiC? Mosfet 實(shí)現(xiàn)3.3KW高功率密度雙向圖騰柱PFC數(shù)字電源方案

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)變革，近幾年全球?qū)矣脙?chǔ)能系統(tǒng)的需求量一直保持相當(dāng)程度的增長。2023年，全球家用儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)銷售額達(dá)到了87.4億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到498.6億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為33.68%（2023-2029）；便攜儲(chǔ)能市場(chǎng)經(jīng)過了一輪爆發(fā)式增長的狂歡后，現(xiàn)在也迎來了穩(wěn)定增長期，從未來看，預(yù)計(jì)在2027年便攜儲(chǔ)能市場(chǎng)將達(dá)到900億元；AI Server市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長，帶來了數(shù)字化、智能化服務(wù)器所需的高功率服務(wù)器電源的需求，現(xiàn)在單機(jī)3KW的Power也成為了標(biāo)配。

對(duì)于以上這些應(yīng)用，傳統(tǒng)開關(guān)電源難以滿足“體積小、重量輕、效率高”的要求。由于全數(shù)字電源采用MCU控制，可以精準(zhǔn)靈活的實(shí)現(xiàn)用戶要求。

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

該方案是基于英飛凌ARM? Cortex? M0 XMC14xx和驅(qū)動(dòng)IC以及功率器件（CoolMOS 、SiC MOS）的3300W 100KHz全數(shù)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(shù)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(dá)98.5%，性能表現(xiàn)卓越。

主控采用XMC1404，M0+內(nèi)核，主頻48MHz，采用電流內(nèi)環(huán)+電壓外環(huán)雙環(huán)數(shù)字控制，開關(guān)頻率可達(dá)100KHz，搭配短路、過流、欠壓、過壓等保護(hù)功能，并預(yù)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(guān)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(qū)動(dòng)。

輔助電源基于英飛凌QR-Flyback ICICE5QSBG，搭配CoolMos IPN70R360P7S，做成可插拔的小型模塊為MCU、Gatedriver、風(fēng)扇等供電，方便拓展設(shè)計(jì)。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

圖片來源：千圖網(wǎng)

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、高功率密度、高效率、高功率因數(shù)

2、基于英飛凌ARM? Cortex? M0 MCU XMC1404為核心，全數(shù)字控制

3、控制精度高，充分發(fā)揮XMC1404的優(yōu)勢(shì)，采用雙環(huán)路數(shù)字控制，開關(guān)頻率可達(dá)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(chǎn)品設(shè)計(jì)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(guān)頻率：100KHz

5、峰值效率：>98.5% @ 50%load

6、iTHD：<5>20%

7、功率因數(shù)：>0.99 @ 230Vac & load>20%

8.、外觀尺寸：208mm*88mm*45mm