大聯大品佳集團推出基于Microchip產品的4KW圖騰柱PFC數字電源方案
2022年4月20日，致力于亞太地區市場的領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下品佳推出基于微芯科技（Microchip）dsPIC33CK256MP506芯片的4KW圖騰柱PFC數字電源方案。
圖示1-大聯大品佳基于Microchip產品的4KW圖騰柱PFC數字電源方案的展示板圖
近年來，在電源研發領域，無橋PFC憑借著自身獨特的優勢，受到了廣泛的應用。而作為無橋PFC的一種形式，圖騰柱PFC設計由于可以消除二極管的損耗而成為了效率最高的PFC電路。并且隨著GaN功率開關器件的問世，使得圖騰柱無橋PFC打破了只能滿足中小功率電源設計的限制，不僅能工作在DCM模式，還能工作在CCM模式，這進一步提升了電源的轉換效率。對此，大聯大品佳基于Microchip dsPIC33CK256MP506芯片推出了4KW圖騰柱PFC數字電源方案，適用于高功率密度、高效率的電源設計。
圖示2-大聯大品佳基于Microchip產品的4KW圖騰柱PFC數字電源方案的場景應用圖
微芯科技（Microchip）是一家知名的微控制器、混合信號、模擬和Flash-IP解決方案供應商，其為全球數以千計的各類客戶應用提供低風險、低成本的成熟技術，公司致力于通過自己的產品與方案縮短客戶的研發時間與上市周期。本方案采用的dsPIC33CK256MP506是Microchip旗下高性能數字處理控制器，其內部集成的數字電源專用零極點補償算法函數，可對PFC的電壓電流環進行補償運算，從而省去諸多外圍補償器件，節約系統設計成本。
此外，本PFC方案可進行交錯并聯，這能有效降低PFC變換器的功率密度，并為電路帶來諸多優點：首先該方式可減少輸入電流紋波，這意味著其可以減小前端EMI部分中差模電感的體積。其次能夠減少輸出電流紋波，達到降低母線電容容量和延長母線電容壽命的目的。同時交錯并聯還能減小PFC電感的體積，降低開關器件的平均電流應力。并且通過一定的相位管理，此方法也能提高輕載時PFC電路的效率。
圖示3-大聯大品佳基于Microchip產品的4KW圖騰柱PFC數字電源方案的方塊圖
PFC電路顯著提高了電源模塊的THD、PF等指標，改善了電網供電質量，是中大功率電源必不可少的關鍵電路。未來隨著行業發展，高效、高功率、小體積的電源設計必然是大勢所趨，在這之中大聯大品佳與Microchip聯手打造4KW圖騰柱PFC數字電源方案可以幫助廠商積極響應趨勢，在激烈的市場環境中搶占先機。
核心技術優勢：
靈活的環路補償算法控制：
主控制器Microchip DSP dsPIC33CK256MP506內部集成的數字電源專用零極點補償算法函數，對PFC的電壓電流環進行補償運算。
高速DSP運算：
Microchip高性能數字電源專用控制器DSP工作頻率為100MHz，單指令周期運行。
電流連續模式控制CCM：
可有利于提高PFC值。
高分辨率PWM驅動：
PWM分辨率為250ps，開關頻率選擇66KHz，以合適的開關頻率提高電源轉換效率，保證良好的EMI特性。
專用ADC內核與共享ADC模塊：
ADC轉換延時僅285ns。
采用GaN管提高轉換效率：
采用氮化鎵高頻化的無橋PFC后，體積大大變小，成本更有優勢，大大減小了CCM模式下反向恢復損耗，效率也大大提高。
平滑的過零尖峰處理：
利用DSP控制零點正負半周切換時PWM啟停時刻，在過零點提前關閉，在過零點延后開通。
支持USB通訊：
使用Microchip MCP2221，可通過USB通訊進行在線升級和數據通信。
MPLAB X IDE圖形化配置：
通過MPLAB X IDE的MCC插件，以圖形化配置生成各類外設模塊的初始化代碼和底層驅動，可極大降低軟件開發難度，減輕工程師的開發負擔，常規應用無需看寄存器定義即可完成開發。
方案規格：
輸入電壓：AC 85V~270V；
最大功率：4KW；
輸入電流：18A；
輸出電壓：387VDC+/-5Vdc；
PWM頻率：66KHz；
轉換效率：99%短時過載：19.8A（rms）（2200W at 115Vac，4400W at 230Vac）；
USB在線升級：支持（使用MCC生成代碼）；
環境溫度：小于50℃。
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