SiC为通讯鹤岗电力变压器PFC设计提供更高效简化的设计方案

    通讯鹤岗电力变压器是服务器，基站通讯的能源库，为各种传输提供电能，保证通讯系统正常运行，鹤岗电力变压器系统在整个行业中占的比例比较小，但它是整个网络的关键基础设施，是网络上一个完整而又不可替代的关键部件。
鹤岗电力变压器产品种类繁多，一般集中放在机房里，如图1所示。http://akesu.llzgg.com/图1：通讯鹤岗电力变压器机房目前主流的通讯鹤岗电力变压器，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%在通讯鹤岗电力变压器中要求高效，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，通讯鹤岗电力变压器主要由可控整流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，CREE的SiC产品可以实现在通讯鹤岗电力变压器上的高效、低成本、小体积以及高可靠性的要求。