Четырёхуровневый корректор мощности 5 кВт на нитрид-галлиевых транзисторах

Описание

Оценочная плата EPC91107KIT, созданная совместно с компанией Efficient Power Conversion (EPC), — силовой каскад четырёхуровневого бестрансформаторного корректора коэффициента мощности по схеме «тотемный столб» с плавающими конденсаторами. Плата отвечает стандартам Open Compute Project (M-CRPS и Open Rack v3) для резервируемых источников питания в силовых полках центров обработки данных на 33 кВт. Плата потребляет из сети длительный ток до 25 А (СКЗ) и включает фильтр помех, цепь ограничения пускового тока, вспомогательный источник питания и цифровой сигнальный контроллер dsPIC33.

Многоуровневая схема умножает частоту пульсаций тока в магнитных элементах при постоянной частоте переключения, что заметно уменьшает размеры компонентов без роста потерь. В корректоре это одновременно влияет на все магнитные элементы входного тракта. Плата демонстрирует эти эффекты в каскаде 5 кВт с удельной мощностью более 180 Вт/дюйм³ и пиковым КПД более 99 %, что делает её удачной для источников питания центров обработки данных.

В схеме применены нитрид-галлиевые транзисторы EPC2304 на 200 В (3,5 мОм). Хотя транзисторов больше, чем в обычной двухуровневой схеме, применение низковольтных приборов снижает потери проводимости более чем на 40 %, а потери переключения — более чем на 30 %. Управление током и выходным напряжением выполняет контроллер dsPIC33 с надёжным пуском, ограничением тока и напряжения, обнаружением неисправностей и автовосстановлением.

Особенности

• Входное напряжение 190–274 В переменного тока, ток 25 А (СКЗ), частота сети 45–64 Гц.
• Выходное напряжение 390–430 В постоянного тока (программируемое), ток до 15,5 А.
• Удельная мощность 180 Вт/дюйм³, пиковый КПД более 99 %.
• Постоянная частота переключения 140 кГц, частота пульсаций основного дросселя 420 кГц.
• Полностью цифровое управление; соответствие входным требованиям OCP M-CRPS. Размеры 172×70×40 мм.

Файлы проекта (схема, печатная плата, перечень элементов) Microchip предоставляет по запросу через форму на странице дизайна.