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STDES-3KWTLCP參考設(shè)計(jì)針對(duì)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(jì)包括前端無橋圖騰柱PFC和后端LLC全橋架構(gòu)。前級(jí)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(jì)為高效率緊湊型解決方案，在230 VAC輸入時(shí)，測(cè)量峰值效率為96.3%，低THD失真(滿載時(shí)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(gè)功率級(jí)組成：一個(gè)由STM32G474RBT6 MCU 控制的無橋圖騰極PFC, 以及次級(jí) 由另一個(gè) 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(dòng)器和VIPer系列輔助電源。

  使用STM32G474RBT6 MCU 控制的前級(jí)無橋圖騰柱PFC 實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)原理如下圖：

  全橋LLC 的架構(gòu)模型如下圖，初級(jí)側(cè)四顆高壓MOS 使用ST低損耗的M6系列超結(jié)MOSFET ---STW70N65DM6 ，次級(jí)側(cè)四顆低壓MOS使用 STL130N8F7, SMD 5*6mm封裝，導(dǎo)通阻抗3mR.

  后級(jí)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(jí)同步整流低壓MOS

  17--輸出電容

  18--MCU控制小板

▲ 場(chǎng)景應(yīng)用圖

▲ 展示版照片

▲ 方案方塊圖核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  ● 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STM32G474，全數(shù)字設(shè)計(jì)電源控制

  ● 功率密度達(dá): 40 W/in3

  ● 滿負(fù)載時(shí)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%