前言

致能曾推出一款采用的基于双向器件应用于单级拓扑DAB方案，实测其在转换效率与系统可靠性之间取得平衡，为单级DAB架构在光伏与双向逆变场景中的应用提供了较高的参考价值。

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致能双向氮化镓器件在另一种电源架构中同样展现出了巨大的应用潜力。

据了解，双向开关前置升压APFC是无桥APFC拓扑的其中一个重要应用，其核心特点是采用了双向开关。作为一种用于实现高功率因数、高效能量转换的电源电路设计，它常被应用于对功率因数和能效要求极高的场合。

在早期，这种电路拓扑通常只能采用两个传统MOSFET器件通过对管共源的方式来实现双向开关功能，以便两个开关管能分享同一个驱动器。但此类设计占用了较大空间，也增加了系统的复杂度和损耗。

得益于GaN特有的横向器件结构，通过合并漂移区和漏极以及双栅控制技术，可以直接实现单片集成的氮化镓双向器件。这一突破有效降低了芯片的面积和制造成本，直接解决了传统方案中占板空间大与损耗较高的痛点。

近期，充电头网拿到由致能推出的1000W双向开关前置升压APFC方案，下面我们为您带来实际的方案解析。

致能1000W双向开关前置升压APFC方案外观

该方案采用了长条形的 PCB 布局，正面元器件排列紧凑有序。

正面器件依次为输入保护与EMI滤波电路、整流与继电器控制部分、PFC升压电感、高压滤波电容以及独立的PFC器件小板及辅助电源小板。

PCBA背面可以看到底部的走线清晰，焊点饱满，还有两颗SiC PFC二极管器件布置在主板背面。

该方案的PCBA模块的长度约为153.48mm。

宽度约为82.73mm。

PCBA 模块的厚度约为33.06mm。

重量方面，致能这款方案的实测重量约为313.8g。

另外据了解，该方案在支持90Vac~264 Vac（47 Hz~63 Hz）的宽范围交流输入，并能稳定输出400 Vdc（±5 Vdc）的直流电压 。

整个方案的输出功率高达1000W，且峰值效率能够超过98.3%，充分满足了高效电源场景的需求。

简单看过外观与参数简介后，为您继续带来实际的方案解析。

致能1000W双向开关前置升压APFC方案解析

输入端一颗保险丝，外套热缩管绝缘。

紧挨着保险丝的是一颗蓝色的压敏电阻，丝印MTD-14K471。

该方案中配备了多颗安规X2电容，用于滤除差模干扰。

另一颗X2电容如图所示。

PCBA背面设有一颗来自PI的CAP200DG X电容放电芯片。

EMI滤波电路中包含两级共模电感，内部采用绿色磁环，外围由纯铜漆包线绕制，用于滤除电网上的共模干扰。

另一颗共模电感如图。

四颗蓝色的SHM高压Y电容来自SHM南方宏明，丝印B102K。

输入端设有一颗丝印为MF72的NTC热敏电阻。

与NTC配合的是一颗HF宏发的HF32FV-G功率继电器。

输入端整流桥丝印为GBU2510。

两颗红色的MPP薄膜电容来自JURCC捷威，用于PFC电路前端的高频滤波。

一颗采用热缩管包裹的小型滤波电感。

一颗PFC升压电感。

一颗大容量滤波电容。

一颗辅助电源IC来自Chipown芯朋微，型号为PN6775H。

辅助电源变压器特写。

内置的PFC控制器来自茂睿芯，型号为MK2554，采用标准的SOP8封装，外围精简。该芯片是一款高性能的连续导通模式PFC控制器。该芯片采用多模式控制策略，可在不同工况下实现超低THD。

MK2554支持11V-28V宽工作电压，启动电流小于55μA，其中MK2554A版本内置频率抖动功能，可进一步优化系统EMI性能。

芯片内部集成了完善的系统级保护机制，包含反馈与检测引脚的开/短路保护、输入欠压及输出过欠压保护等，其栅极驱动钳位电压低于15.5V，全面保障电源系统的可靠性，适用于大功率快充、服务器及工业电源等应用。

该方案配备了两颗来自英飞凌的1EDB6275FXUMA1的栅极驱动IC，用于驱动致能ZN70B1R075L双向氮化镓。

这款APFC方案采用的核心PFC开关管来自致能半导体，型号为ZN70B1R075L是一款700V耐压、75mΩ导阻的双向氮化镓功率器件，采用DFN12L封装。

改器件为常关断型，支持源极-源极双向耐压结构，瞬态耐压可达800V；典型总栅极电荷17nC，栅极驱动电压范围±20V，兼容常见氮化镓栅极驱动方案。

该器件符合JEDEC标准，具备低栅电荷、宽栅极安全裕量、支持硬开关与软开关拓扑，并满足RoHS、无卤封装要求，有利于高功率密度与系统可靠性设计。

在系统层面，ZN70B1R075L的核心价值在于减少器件数量与损耗路径。相比传统MOS+反并联二极管方案，双向氮化镓可显著降低反向恢复损耗与导通损耗，提升整体效率。

同时，ZN70B1R75L采用蓝宝石衬底，实验结果显示蓝宝石衬底氮化镓器件无背栅效应。因此系统无需额外设计衬底箝位电路。

该器件面向双向DC-DC变换器与矩阵式变换器应用，尤其DAB、储能系统、OBC以及各类追求高功率密度的双向逆变电源架构应用。

充电头网总结

通过对致能1000W双向开关前置升压APFC方案的解析，我们可以看到该方案选用致能的双向氮化镓器件ZN70B1R075L。

选用该器件，打破了早期需要两颗MOSFET对管组合的局限，优化了PCB占用空间与系统成本，可著降低反向恢复损耗与导通损耗，大幅提升整体效率，实现了超过98.3%的峰值效率。

整体来看，致能这款1000W双向开关前置升压APFC方案展现出了极高的实用价值与广阔的市场前景。