基于STM32G474RBT6 MCU的數(shù)字控制3KW通信電源方案
STDES-3KWTLCP參考設(shè)計針對5G通信應(yīng)用的3 kW/53.5V AC-DC轉(zhuǎn)換器電源,使用完整的ST數(shù)字電源解決方案。
STDES-3KWTLCP參考設(shè)計針對5G通信應(yīng)用的3 kW/53.5V AC-DC轉(zhuǎn)換器電源,使用完整的ST數(shù)字電源解決方案。
電路設(shè)計包括前端無橋圖騰柱PFC和后端LLC全橋架構(gòu)。前級圖騰柱PFC提供功率因數(shù)校正(PFC)和諧波失真(THD)抑制,后記全橋LLC轉(zhuǎn)換器提供安全隔離和穩(wěn)定的輸出電壓。
該參考設(shè)計為高效率緊湊型解決方案,在230 VAC輸入時,測量峰值效率為96.3%,低THD失真(滿載時小于5%THD)并減少了材料成本。
外形尺寸為105 mm x 281 mm x 41 mm,功率密度高達(dá)40 W/in3。
該電源由兩個功率級組成:一個由STM32G474RBT6 MCU 控制的無橋圖騰極PFC, 以及次級 由另一個STM32G474RBT6 MCU 控制的全橋LLC+同步整流(SR)。
STDES-3KWTLCP還可以幫助用戶使用ST最新的功率器件:第三代半導(dǎo)體SIC MOSFET、高壓MDmesh MOSFET、超結(jié)MOSFET、隔離MOS 驅(qū)動器和VIPer系列輔助電源。
使用STM32G474RBT6 MCU 控制的前級無橋圖騰柱PFC 實現(xiàn)原理如下圖:
圖騰柱PFC的架構(gòu)模型如下圖,四顆MOS在MCU的控制下,交替導(dǎo)通,實現(xiàn)功率因數(shù)校正的目的,其中左側(cè)兩顆,必須使用第三代寬禁帶半導(dǎo)體,如SIC,GNA,本案例中使用的是ST第二代SIC SCTW35N65G2V。
使用STM32G474RBT6 MCU 控制的LLC + SR 實現(xiàn)原理如下圖:
全橋LLC 的架構(gòu)模型如下圖,初級側(cè)四顆高壓MOS 使用ST低損耗的M6系列超結(jié)MOSFET ---STW70N65DM6 ,次級側(cè)四顆低壓MOS使用 STL130N8F7, SMD 5*6mm封裝,導(dǎo)通阻抗3mR.
后級LLC轉(zhuǎn)換部分,各主要功率器件的分布如下,結(jié)構(gòu)非常緊湊:
12--高壓MOS STW70N65DM6
13--諧振電感
14--諧振電容
15--主變壓器
16--次級同步整流低壓MOS
17--輸出電容
18--MCU控制小板
?場景應(yīng)用圖
?展示板照片
?方案方塊圖
?核心技術(shù)優(yōu)勢
? 采用ST SIC MOS(寬禁帶第三代半導(dǎo)體), 高溫低阻,低開關(guān)損耗,低體二極管反向恢復(fù)電荷。
? 主控MCU芯片ST32M474,全數(shù)字設(shè)計電源控制。
? 功率密度達(dá): 40 W/in^3。
? 滿負(fù)載時高功率因數(shù)&總諧波失真 THD <5% 。
? 峰值浪涌電流<30A 。
?方案規(guī)格
? 輸入電壓:90~264V
? 輸入電壓頻率:47~63HZ
? 輸出電壓:53.5V
? 輸出功率:3000W
? 功率因數(shù)>0.98 @滿負(fù)載
? 峰值效率 96.3%
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