大联大友尚集团推出基于onsemi产品的3KW高密度电源方案

大联大旗下友尚推出基于安森美（onsemi）NCP1681和NCP4390芯片以及SiC MOSFET的3KW高密度电源方案。


图示1-大联大友尚基于onsemi产品的3KW高密度电源方案的展示板图

当前，无论是汽车电动化转型还是光伏、储能等新兴市场的快速发展都对推动社会可持续发展起到了积极作用。在这种背景下，业内对于更紧凑、高效的电源需求与日俱增。为满足这一需求，大联大友尚基于onsemi NCP1681高功率图腾柱PFC控制器和NCP4390 LLC控制器以及SiC MOSFET推出3KW高密度电源方案，以助力高效率和小尺寸电源设计。


图示2-大联大友尚基于onsemi产品的3KW高密度电源方案的场景应用图

为减少损耗，本方案取消输入整流二极管，使用图腾柱PFC电路和650V SiC MOSFET，次级侧采用带同步整流功能的控制LLC转换器设计。其中，在PFC级方案采用onsemi NCP1681图腾柱PFC控制器，该控制器可在连续导通模式（CCM）和临界导通模式（CrM）下运行。并且NCP1681有快速负载暂态补偿响应、各式保护功能以及PFC-OK信号供应后级电源时序控制，非常适用于需要高效率、高功率因子以及高稳定性PFC的场景。


图示3-采用SiC MOSFET的3KW图腾柱PFC和次级端稳压LLC电源

在LLC级，S1和S2构成一个半桥。而谐振桥由电感Lr、电容Cr以及一个变压器构成。在电路中，采用NCP4390控制器控制应用中的六个MOSFET。初级端MOSFET由电隔离双半桥驱动器NCP51561直接驱动。隔离结半桥驱动器NCP81705驱动次级端MOSFET，其隔离电压额定值低于初级端PFC器件，但具有更高的工作开关频率。NCP4390是一款电流模式LLC控制器，其能够使得LLC的动态响应变得更加容易。在工作时，NCP4390还显著改善了负载调节性能，其可以补偿负载突变，无需等待电压变化和通过谐振电路做出频率响应。


图示4-具有中心抽头半桥输出级的半桥LLC谐振转换器

本方案SiC MOS器件支持高频PFC，并采用先进的图腾柱无桥PFC控制器，以及工作频率高达150KHz的高频LLC级，在输出级上通过高效率全桥同步整流，实现高功率密度。


图示5-大联大友尚基于onsemi产品的3KW高密度电源方案的方块图

本方案出色完成了交流转直流电源设计，其使用图腾柱控制器加半桥谐振全波同步整流输出进行高效转换，电源单元可以接受输入电压为80VAC-240VAC，并可提供48V或54V直流输出。此外，得益于这些先进的器件，本方案的功率密度超过40W/in3，满载效率为98.4%。

核心技术优势：
        采用先进的图腾柱控制器NCP1681；
        宽输入电压范围；
        具有多模操作的PFC控制器：CCM或者 Multi-mode（CCM+CrM）；
        具有多模操作的LLC控制器：PFM+PWM+SKIP mode或PFM+SKIP mode；
        钛金等级电源设计方案；
        低电源保护、过载保护、热保护；
        采用电流控制模式有出色的负载和线路瞬态响应在任何条件下均具有稳定的输出；
        极低的空载消耗；
        此3KW电源单元可接受80VAC-240VAC的输入电压，并可提供48V或54V直流输出。

方案规格：
        输入电压：90VAC-265VAC；
        输出电压：48VDC/62.5A；
        输出功率：3KW；
        功率因数：大于0.98；
        操作温度：0℃至40℃；
        拓扑：PFC+LLC+SR；
        PCB尺寸：280mm×110mm×38mm；
        效率：96.5%，230VAC。