SiC使通讯电源PFC设计更高效、更简单

通讯电源是服务器，基站通讯的能源库，为各种传 输设备提供电能，保证通讯系统正常运行，通信电源系统在整个通信行业中占的比例比较小，但它是整个通信网络的关键基础设施，是通信网络上一个完整而又不可 替代的关键部件。

通信电源产品种类繁多，一般集中放在机房里，如图1所示。



图1：通讯电源机房

目前主流的通讯电源，其参数如下：

· 输入电压AC:90-264V 50/60Hz
· 输出功率：2kw
· 输出：最大电压12V/164.2A
· 功率密度：26.14w/Cu.Inch.
· 效率：93%

世强市场经理表示：“在 通讯电源中要求高效，功率密度高、体积小、重量轻、成本低，有些工程师采用多种功率段并级成大功率，通讯电源主要由可控整流PFC，逆变和整流三大块组 成，要提高效率和功率密度必须要降低损耗，在前端的可控整流PFC部分会有几种拓扑，ZVT PFC，无桥PFC,交错并联PFC以及SiC的硬开关PFC。在这么多拓扑中，除了SiC硬开关PFC以外，其他几种控制方式都十分复杂，因此在新一代 的主流设计中工程师们对SiC的硬开关PFC更感兴趣。”由SiC器件组成硬开关电路如下图2所示：



图2：SIC管的硬开关boost电路

因为SiC器件的特性，SiC二极管的反向恢复时间接近0，因此开关损耗很低。将SiC用于PFC中可以带来的好处是：高频化、在较高的开关频率下依然可以得到较低的开关损耗，电感的体积可以减小，同时还提高了功率密度。

在六管组成三相VIENNA拓扑的PFC，采用全6管SiC的MOSFET，可以省掉快恢复二极管，如下图3所示：



图3：由6个SIC MOSFET组成的PFC电路

上图的6管PFC，如果选用6个900V的65毫欧的SiC MOSFET或者1200V的160毫欧/80毫欧的SiC MOSFET，目标开关频率是100Khz，最大可以做到20KW功率。



图4：SIC MOSFET开通和关管的波形

从图4的仿真模型中可以看出，在开通和关断的交越区域非常小，因此损耗非常小，世强代理的CREE的SiC产品可以实现在通讯电源上的高效、低成本、小体积以及高可靠性的要求。