隨著第三代半導體技術(shù)的快速發(fā)展，友尚電子推出了一款基于安森美半導體NCP1618或NCP1655控制器與SiC Cascode JFET（UJ4C075060K3S）的≧500W主動式PFC效率優(yōu)化方案。該方案旨在通過創(chuàng)新設(shè)計，顯著提升PFC功率級的效率與熱性能，同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性與簡潔性。

傳統(tǒng)方案的設(shè)計痛點

在傳統(tǒng)多顆高壓650V硅基Super Junction MOSFET并聯(lián)操作中，設(shè)計者通常會面臨以下挑戰(zhàn)：

1. 開關(guān)速度不一致，電流分配不均
MOSFET的柵極電荷、驅(qū)動柵極電阻及寄生電容的差異，導致開關(guān)速度不一致，部分元件可能過熱或損壞。

2. 熱阻差異引發(fā)熱失配
不同批次的MOSFET熱阻差異會導致溫度分布不均，進而影響可靠性。

3. 導通電阻變異導致電流不均
工作條件下的RDS(on)差異使部分元件承受超額電流，降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4. 寄生電感差異增加開關(guān)應(yīng)力
PCB布線不對稱或封裝差異引發(fā)的寄生電感問題，可能導致MOSFET過壓損壞。

5. 驅(qū)動電路負擔加重
并聯(lián)后的總柵極電容增大，驅(qū)動器負載增加，導致開關(guān)損耗上升，效率降低。

優(yōu)化方案的核心技術(shù)

目標
通過采用SiC Cascode JFET的高速與低損特性，優(yōu)化PFC功率級的效率與熱性能。

拓撲設(shè)計
- 單相BOOST PFC拓撲
- 輸入電壓范圍：85–265VAC
- 控制器：安森美NCP1618或NCP1655（支持多模式CrM/DCM/CCM）
- 主開關(guān)元件：SiC Cascode JFET（750V, 60mΩ）
- 升壓二極管：SiC肖特基二極管

效率提升的關(guān)鍵點
1. 低RDS(on)與快切換特性
SiC Cascode JFET相比傳統(tǒng)Si MOSFET，導通與開關(guān)損耗更低。
2. 簡化驅(qū)動電路
SiC Cascode JFET無需高驅(qū)動電壓，驅(qū)動設(shè)計更簡單。
3. 多模式控制器優(yōu)化
NCP1618或NCP1655支持輕載模式切換，進一步降低損耗。
4. SiC肖特基二極管應(yīng)用
幾乎零反向恢復電流，顯著減少開關(guān)損耗。

預(yù)期效能提升
- 損耗優(yōu)化：SiC Cascode JFET顯著降低導通與開關(guān)損耗。
- 熱性能提升：散熱能力與功率密度大幅優(yōu)化，可靠性更高。

方案規(guī)格（優(yōu)化前）
- 輸入電壓范圍：90-265V
- 輸出功率：500W
- 最低效率：94%
- 功率因數(shù)：≥95%
- 輸出紋波：<8% ?

?場景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

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