基于ST STNRGPF02 高效率交錯(cuò)式數(shù)位控制PFC的2KW服務(wù)器電源方案

該方案STEVAL-IPFC02V1是2kW高效率交錯(cuò)式PFC參考設(shè)計(jì)，采用交錯(cuò)式 CCM模式拓?fù)湓O(shè)計(jì)，主要用于大功率電源（大于600W）PFC設(shè)計(jì)，應(yīng)用市場主要是通信電源，服務(wù)器電源，工業(yè)電源等。該方案是基于STNRGPF02控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字功率因數(shù)控制， 特點(diǎn)是逐周期電流調(diào)節(jié)和靈活的數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)非常高的功率因數(shù)和非常低的諧波失真。STNRGPF02是半數(shù)字電源芯片，混合信號平均電流模式控制，逐周期調(diào)節(jié)(模擬流控電制回路)；CCM固定頻率操作, 開關(guān)頻率(fsw) 60khz；它是可以驅(qū)動多達(dá)兩路交錯(cuò)PFC通道的CCM模式以及固定頻率下的平均電流模式控制方案。

2KW的交錯(cuò)PFC參考設(shè)計(jì)包括一個(gè)2通道交錯(cuò)式CCM升壓功率板，輔助電源，控制板（包括嵌入式STNRGPF02數(shù)字控制器和用于編程的小適配器板）。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，ST網(wǎng)站上eDesignSuite工具可以方便的配置每個(gè)交錯(cuò)式STNRGPF02的參數(shù)。這個(gè)參考設(shè)計(jì)的目的是提供一個(gè)靈活的PFC變換器器，在高功率應(yīng)用場合，輸入電壓范圍90到265 V (50/60 Hz)，可以實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和非常低的THD。

 STNRGPF02實(shí)現(xiàn)混合信號(模擬/數(shù)字)控制，是數(shù)字控制器的理想選擇；將可編程高端數(shù)字解決方案的靈活性與模擬組件的響應(yīng)性和準(zhǔn)確性相結(jié)合。在硬件上內(nèi)部電流環(huán)路由一個(gè)模擬比例積分(PI)補(bǔ)償器組成，確保最高的帶寬和電流逐周期檢測。外部電壓環(huán)由具有快速動態(tài)響應(yīng)的數(shù)字PI控制器實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)高端數(shù)字的優(yōu)勢沒有傳統(tǒng)模擬IC方案的缺陷，同時(shí)，在輸入電壓或負(fù)載電流突然變化時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)它還有輸入電壓和負(fù)載前饋功能。

?場景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 采用交錯(cuò)式 CCM模式設(shè)計(jì)，主要用于大功率電源PFC設(shè)計(jì)。

2. STNRGPF02是半數(shù)字電源芯片，混合信號平均電流模式控制，逐周期調(diào)節(jié)(模擬電流控制回路)；CCM固定頻率操作, 開關(guān)頻率(fsw): 60khz

3. STNRGPF02實(shí)現(xiàn)混合信號(模擬/數(shù)字)控制，將可編程高端數(shù)字解決方案的靈活性與模擬組件的響應(yīng)性和準(zhǔn)確性相結(jié)合。內(nèi)部電流環(huán)路由一個(gè)模擬比例積分(PI)補(bǔ)償器組成，確保最高的帶寬和周期的周期調(diào)節(jié)。外部電壓環(huán)由具有快速動態(tài)響應(yīng)的數(shù)字PI控制器實(shí)現(xiàn).

4. 完善的保護(hù)功能：集成勵(lì)磁涌流限制器功能，過流和過熱保護(hù)，輸入電壓和負(fù)載電流前饋,可編程相位脫落；脈沖突發(fā)模式操作。

5. 擁有GUI界面，方便調(diào)整相關(guān)參數(shù)；有UART通信接口。

?方案規(guī)格

?輸入電壓范圍: 90到265 VAC，輸入頻率為47-63Hz.

?最大輸出功率:2kw at 230 V, 1kw at 115V; 輸出電壓400V。

?功率因數(shù):20%負(fù)載時(shí)> 0.98，總諧波失真:在20%的負(fù)載下<5%。

?完善保護(hù)功能：可編程過電流保護(hù)過熱保護(hù)，防浪涌限制，軟啟動和突發(fā)模式管理

?集成勵(lì)磁涌流限制器功能，輸入電壓和負(fù)載電流前饋,可編程相位脫落。