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兼顧大功率和高能效:這款WAYON維安無橋240W電源模塊方案 了解一下

KOYUELEC光與電子 ? 來源:KOYUELEC光與電子 ? 作者:KOYUELEC光與電子 ? 2023-01-06 13:46 ? 次閱讀
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兼顧大功率和高能效:這款WAYON維安無橋240W電源模塊方案 了解一下!方案設計代理商KOYUELEC光與電子為您提供方案應用設計服務!

2021年,USB-IF協(xié)會推出了USB Type-C線纜和接口標準v2.1版本,更新了有關供電能力的章節(jié)。USB PD3.1規(guī)范將原來的USB PD3.0內(nèi)容歸到標準功率范圍(Standard Power Range,簡稱SPR)里面,最大功率保持100W不變,同時增加了擴展功率范圍(Extended Power Range,簡稱EPR),最大功率由100W擴展到240W。

為幫忙客戶縮短研發(fā)周期,維安(WAYON)推出一款240W電源參考設計,此設計支持100-240Vac~50/60Hz寬范圍電壓輸入,20V輸出,最大電流12A,滿載效率≥96.5%,輸出電壓紋波<300mV,外形尺寸僅105mm*58mm*22mm。適用于適配器、POE供電、高功率密度工業(yè)電源、電動工具充電器和服務器電源模塊等應用。

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圖1 維安240W無橋方案PCB 正面

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圖2 維安240W無橋方案PCB 背面


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圖3 維安240W無橋方案拓撲框架

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維安240W 電源方案關鍵參數(shù)

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該方案相比圖4標準的無橋FPC結(jié)構(gòu),具有如下特點:

1、D1 D2 作為旁路橋臂,在正常工況同樣需要整流橋,將D1 D2 D3 D4使用LOW VF整流橋,省去低頻橋臂的MOSFET。

2、高頻橋臂開關過程中,同步側(cè)GaN在正弦交流電壓低時,驅(qū)動并非全周期工作,這會導致GaN多余發(fā)熱外并SiC SBD后,正溫度SiC SBD對GaN做主動熱均衡,并充當GaN的全旁路器件。

3、可省去兩顆低阻值的SJ MOSFET和一路驅(qū)動,同時將GaN器件使用性價比更高的100mΩ,650V ,并外并兩顆3A SiC,等效常規(guī)PFC。相比傳統(tǒng)無橋PFC結(jié)構(gòu),成本整體降低明顯(約10-15RMB)。


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圖4 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無橋PFC 拓撲

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圖5 維安無橋省去低頻橋臂的MOS


能效測試

維安240W電源方案整機能效對比市面上普通硅 MOS產(chǎn)品,半載效率下提高明顯,在滿載條件下達到超過96.5%效率,和使用SJ MOSFET傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無橋PFC效率相當。但相比SJ MOSFET +70mΩ GaN器件無橋拓撲,維安優(yōu)化的無橋PFC成本優(yōu)勢突出。


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溫升測試

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上圖為維安240W電源方案在無散熱片情況下,25℃環(huán)境溫度下 115V/60Hz裸機連續(xù)運行2小時的熱成像圖??梢钥闯觯捎诟咝释負湓O計和搭配維安優(yōu)異性能器件,240W電源方案背面的實測最大溫度僅為77.4℃。

維安在豐富的功率器件產(chǎn)品線基礎上,深度結(jié)合專業(yè)的功率半導體方案研發(fā)團隊,可以快速推出自主設計、性價比優(yōu)異的整機方案。

審核編輯黃昊宇

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