前言
圖騰柱PFC取消了傳統(tǒng)升壓式PFC電路中的整流橋，通過MOS管進(jìn)行同步整流，消除整流橋中二極管正向壓降帶來的導(dǎo)通損耗，從而降低發(fā)熱，提高轉(zhuǎn)換效率。梵塔推出了一款圖騰柱PFC方案，使用氮化鎵功率管，額定輸出功率為300W，滿載轉(zhuǎn)換效率達(dá)99%。
這款圖騰柱PFC方案使用梵塔FAN6616圖騰柱PFC控制器搭配兩顆FAN3636雙通道隔離驅(qū)動器，支持90~265Vac輸入，額定輸出為400V0.75A，輸出功率為300W。下面充電頭網(wǎng)就帶來梵塔這款圖騰柱PFC的方案解析，一起來了解電路設(shè)計(jì)和用料。
梵塔300W氮化鎵圖騰柱PFC方案外觀
梵塔300W氮化鎵圖騰柱PFC方案使用三塊PCB焊接組成，其中一塊小板為輔助電源，另一塊小板焊接PFC開關(guān)管。
PCBA模塊正面一覽，右側(cè)為交流輸入端，設(shè)有保險(xiǎn)絲，Y電容和壓敏電阻，下方設(shè)有共模電感，安規(guī)X2電容，底部設(shè)有繼電器和NTC熱敏電阻。在繼電器上方設(shè)有濾波電感和薄膜濾波電容。
PCBA模塊左側(cè)設(shè)有高壓濾波電容和整流橋，中間位置設(shè)有PFC升壓電感。在上方焊接的小板為PFC開關(guān)管，設(shè)有氮化鎵功率管和MOS管，下方小板為輔助電源，焊接保險(xiǎn)絲，濾波電容和變壓器。
PCBA模塊背面一覽，設(shè)有圖騰柱PFC控制器和兩顆雙通道隔離驅(qū)動器，右側(cè)設(shè)有兩顆取樣電阻用于電感電流檢測。
使用游標(biāo)卡尺測得PCBA模塊長度約為103.2mm。
PCBA模塊寬度約為65mm。
PCBA模塊厚度約為30.6mm。
測得PCBA模塊重量約為216.5g。
梵塔300W氮化鎵圖騰柱PFC方案解析
DEMO輸入端設(shè)有保險(xiǎn)絲，Y電容，壓敏電阻，共模電感和安規(guī)X2電容。
輸入端保險(xiǎn)絲規(guī)格為6.3A 250V。
兩顆Y電容來自鴻志。
壓敏電阻來自君耀，型號681KD14，用于吸收過壓浪涌。
共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。
安規(guī)X2電容來自六和電子，規(guī)格為0.33μF。
壓敏電阻來自君耀，型號471KD07，用于吸收過壓浪涌。
共模電感采用漆包線繞制，內(nèi)部設(shè)有電木板絕緣。
濾波電感采用磁環(huán)繞制。
兩顆薄膜電容來自弘富瑞，規(guī)格為1μF。
圖騰柱PFC控制器來自梵塔，型號FAN6616，是一顆高性能多模式的圖騰柱PFC控制器，具有高集成度，高效率，高PF值和低THD等特點(diǎn)。芯片具備DCM、CRM和CCM工作模式，并可根據(jù)負(fù)載狀態(tài)自動切換模式，提升轉(zhuǎn)換效率。
FAN6616內(nèi)部集成MTP存儲器，具有豐富的配置選項(xiàng)，用戶可通過圖形界面配置環(huán)路、開關(guān)頻率、工作模式和自適應(yīng)谷底數(shù)等。芯片內(nèi)部集成逐周期過流保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓鎖定、過熱保護(hù)和過壓保護(hù)，具備SOIC-16和QFN-20封裝。
梵塔 FAN6616 資料信息。
氮化鎵快速半橋使用的隔離驅(qū)動器來自梵塔，型號FAN3636，是一顆高可靠性隔離雙通道柵極驅(qū)動器，芯片最高工作頻率達(dá)2MHz，具備4A峰值拉電流和-6A灌電流能力，具備25nS快速傳播延遲和5nS最大延遲匹配。芯片輸入端電源電壓為2.7-5V，驅(qū)動器支持25V工作電壓，適用于服務(wù)器電源，通信電源和工業(yè)電源隔離驅(qū)動，還適用于DC-AC逆變器和電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用，采用SOP-16封裝。
梵塔 FAN3636 資料信息。
另一顆梵塔FAN3636雙通道隔離驅(qū)動器用于MOS管慢速半橋驅(qū)動。
側(cè)面小板上焊接兩顆氮化鎵功率管和兩顆硅MOS管。
氮化鎵功率管來自潤新微電子，型號RX65T125HS2A，為Cascode氮化鎵器件，耐壓650V，導(dǎo)阻125mΩ，柵極具備20V耐壓，與傳統(tǒng)硅器件驅(qū)動器通用，簡化應(yīng)用設(shè)計(jì)，降低使用成本，采用DFN8*8封裝。
兩顆同型號氮化鎵功率管組成快速半橋。
兩顆硅MOS管來自英飛凌，型號IPB65R045C7，NMOS，耐壓700V，導(dǎo)阻45mΩ，采用PG-TO 263封裝。
PFC電感特寫，采用利茲線繞制。
NTC熱敏電阻用于抑制上電浪涌電流。
繼電器來自歐姆龍，型號G5NB-1A-E，線圈電壓為5V，觸點(diǎn)容量5A，由PFC控制器進(jìn)行延時(shí)閉合，短路NTC熱敏電阻，降低損耗。
側(cè)面小板為輔助電源電路。
兩顆保險(xiǎn)絲規(guī)格為3.15A 250V。
濾波電容規(guī)格為450V10μF。
輔助電源芯片來自硅動力，型號SP6649HF，芯片內(nèi)部集成650V功率管，適用于30W以內(nèi)應(yīng)用，采用SOP8封裝。
輔助電源變壓器特寫。
UMW1019光耦用于輸出電壓反饋。
兩顆輸出濾波電容來自艾華，規(guī)格為35V150μF。
輸出端設(shè)有整流橋，高壓電解電容和通信接口。
高壓電解電容來自云睿，規(guī)格為120μF450V，用于輸出濾波。
整流橋來自辰達(dá)行，型號GBU808，規(guī)格為800V 8A，采用GBU封裝。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
充電頭網(wǎng)通過解析發(fā)現(xiàn)，梵塔300W圖騰柱PFC方案采用三塊PCB組成，其中一塊小板用于輔助電源功能，為PFC控制器和隔離驅(qū)動器供電，另一塊小板焊接開關(guān)管，加強(qiáng)散熱。方案使用梵塔FAN6616圖騰柱PFC控制器搭配兩顆FAN3636雙通道隔離驅(qū)動器。
圖騰柱PFC分為快速半橋和慢速半橋，快速半橋使用潤新微氮化鎵功率管，慢速半橋使用英飛凌MOS管。FAN6616具有UART通信接口，支持通過圖形界面進(jìn)行參數(shù)與功能配置，可應(yīng)對不同功率場合，具備良好的靈活性。
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