芯片案例近期通过专业拆解发现,航嘉磐石3000全模组3000W碳化硅PC电源在PFC升压电路中采用了德州仪器UCC28070双相交错式CCM PFC控制器,通过双相交错控制实现高功率升压转换,并降低输入电流纹波。

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德州仪器UCC28070双相交错式PFC控制器

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航嘉磐石3000是一款面向高性能工作站、多显卡AI计算平台等应用推出的全模组PC电源,额定输出功率达到3000W,支持220~240V交流输入,12V主路最大输出电流达到250A。

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电源配备四个PCIe 5.1接口,能够满足多显卡系统的大功率供电需求。

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在内部电路设计方面,这款电源采用交错式PFC+全桥LLC+同步整流+DC-DC架构。其中,PFC电路负责交流输入整流后的升压及功率因数校正,为后级全桥LLC功率转换电路提供稳定的高压直流母线。

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通过拆解发现,电源在PFC控制部分采用德州仪器UCC28070控制器,芯片安装在独立的垂直小板上,配合PFC功率开关管、碳化硅整流二极管及升压电感,实现前级功率转换。

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德州仪器UCC28070是一款双相交错式连续导通模式(CCM)PFC控制器,内部集成两路PWM控制电路,采用平均电流模式控制,支持30~300kHz可编程开关频率,采用TSSOP20封装,适用于高功率开关电源及服务器电源等应用。

该芯片的核心特点是支持两相相差180°的交错运行。与传统单相PFC相比,双相交错架构能够将输入功率分配到两个升压支路,减轻单相功率器件及电感承受的电流压力,同时利用两相电感电流纹波的相位差,实现部分纹波抵消。

这种控制方式能够降低PFC输入端及高压母线输出端的高频纹波电流,减轻EMI滤波电路和母线滤波电容的负担。在3000W级高功率电源中,双相功率分担也有利于降低单个功率支路的电流应力,改善功率器件的热量分布。

在功率因数校正方面,UCC28070采用平均电流模式控制,并集成高线性度乘法器及输入电压前馈功能,使输入电流波形尽可能跟随交流输入电压变化,降低输入电流谐波失真,提高功率因数。

此外,芯片支持可编程最大占空比限制、软启动及峰值电流限制,并集成欠压锁定、输出过压及开环检测等保护功能,能够在启动、负载变化及异常工况下,对PFC功率级提供必要的控制和保护。

在这款3000W电源中,UCC28070通过双相交错控制与CCM升压架构相结合,在满足大功率转换需求的同时,兼顾输入电流质量、母线纹波抑制和功率器件的工作负担。

总结

这款3000W碳化硅PC电源采用德州仪器UCC28070作为前级PFC控制器,通过双相180°交错运行,将功率转换任务分配到两个升压支路,降低输入电流纹波及单相电流应力,同时配合平均电流模式控制,改善输入功率因数和高压母线输出质量。

对于3000W级高功率电源,PFC电路需要兼顾升压效率、输入电流质量以及功率器件的温升控制。

UCC28070凭借双相交错控制、宽范围可编程开关频率及完善的保护功能,为高功率PFC电路提供了可靠的控制支持,也为后级全桥LLC功率转换提供稳定的直流输入。