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基于STNRGPF02 高效率交错式数位控制PFC的2KW服务器电源电路方案设计,附数据手册

2020/11/30
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该方案STEVAL-IPFC02V1是2kW高效率交错式PFC参考设计,采用交错式 CCM模式拓扑设计,主要用于大功率电源(大于600W)PFC设计,应用市场主要是通信电源服务器电源工业电源等。该方案是基于STNRGPF02控制器实现数字功率因数控制, 特点是逐周期电流调节和灵活的数字控制,实现非常高的功率因数和非常低的谐波失真。STNRGPF02是半数字电源芯片,混合信号平均电流模式控制,逐周期调节(模拟流控电制回路);CCM固定频率操作, 开关频率(fsw) 60khz;它是可以驱动多达两路交错PFC通道的CCM模式以及固定频率下的平均电流模式控制方案。

2KW的交错PFC参考设计包括一个2通道交错式CCM升压功率板,辅助电源,控制板(包括嵌入式STNRGPF02数字控制器和用于编程的小适配器板)。根据具体的设计要求,ST网站上eDesignSuite工具可以方便的配置每个交错式STNRGPF02的参数。这个参考设计的目的是提供一个灵活的PFC变换器器,在高功率应用场合,输入电压范围90到265 V (50/60 Hz),可以实现高功率因数和非常低的THD。

STNRGPF02实现混合信号(模拟/数字)控制,是数字控制器的理想选择;将可编程高端数字解决方案的灵活性与模拟组件的响应性和准确性相结合。在硬件上内部电流环路由一个模拟比例积分(PI)补偿器组成,确保最高的带宽和电流逐周期检测。外部电压环由具有快速动态响应的数字PI控制器实现;实现高端数字的优势没有传统模拟IC方案的缺陷,同时,在输入电压或负载电流突然变化时,为了实现快速瞬态响应时它还有输入电压和负载前馈功能。

► 核心技术优势

1. 采用交错式 CCM模式设计,主要用于大功率电源PFC设计。

2. STNRGPF02是半数字电源芯片,混合信号平均电流模式控制,逐周期调节(模拟电流控制回路);CCM固定频率操作, 开关频率(fsw): 60khz

3. STNRGPF02实现混合信号(模拟/数字)控制,将可编程高端数字解决方案的灵活性与模拟组件的响应性和准确性相结合。内部电流环路由一个模拟比例积分(PI)补偿器组成,确保最高的带宽和周期的周期调节。外部电压环由具有快速动态响应的数字PI控制器实现.

4. 完善的保护功能:集成励磁涌流限制器功能,过流和过热保护,输入电压和负载电流前馈,可编程相位脱落;脉冲突发模式操作。

5. 拥有GUI界面,方便调整相关参数;有UART通信接口

► 方案规格

•输入电压范围: 90到265 VAC,输入频率为47-63Hz.

•最大输出功率:2kw at 230 V, 1kw at 115V; 输出电压400V。

•功率因数:20%负载时> 0.98,总谐波失真:在20%的负载下<5%。

•完善保护功能:可编程过电流保护过热保护,防浪涌限制,软启动和突发模式管理

•集成励磁涌流限制器功能,输入电压和负载电流前馈,可编程相位脱落。

方案来源于大大通。

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