参考设计#PMP41043 1.6kW 采用 C2000 和 GaN 实现的 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC

此参考设计演示了混合磁滞控制 （HHC） 方法，这是一种在半桥 LLC 级上使用 C2000 F28004x 微控制器的电流模式控制方法。该硬件基于 TIDA-010062，后者是 1kW、80 Plus 钛、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和半桥 LLC 参考设计。添加了一个单独的感应卡用于混合磁滞控制，可重新生成谐振电容器上的电压。

*附件：PMP41043 1.6kW 采用 C2000 和 GaN 实现的 CCM 图腾柱 PFC 和电流模式 LLC.pdf

与单回路电压模式控制 （VMC） 方法相比，该 HHC LLC 级显示出更好的瞬态响应和易于控制的回路设计。

特征

• 电流模式控制 LLC
• 10 kHz 环路带宽
• < 100 μs 恢复时间
• 满载转换下< 500 mV 偏差

参数

1. 设计概述

• ‌设计名称‌：1.6-kW Reference Design With CCM Totem Pole PFC and Current-Mode LLC Realized by C2000 and GaN
• ‌应用领域‌：服务器电源供应单元（PSU）、电信整流器、工业AC/DC
• ‌主要特点‌：高效率、高功率密度、数字控制、紧凑设计

2. 关键组件

• ‌GaN FET‌：
  • LMG341x，用于图腾柱无桥PFC阶段，提供高效能
  • LMG342x，用于半桥LLC阶段，提升整体效率
• ‌微控制器‌：C2000™ Piccolo™系列，控制两个主要电源阶段

3. 设计规格

• ‌输入电压范围‌：100 V AC to 265 V AC
• ‌输出电压‌：12 V DC
• ‌输出电流‌：0 A to 133 A
• ‌功率密度‌：41 W/in³
• ‌尺寸‌：38 mm × 66 mm × 160 mm
• ‌峰值效率‌：
  • PFC阶段：> 98%
  • LLC阶段：> 98%

4. 系统架构

• ‌前端‌：连续导电模式（CCM）图腾柱无桥功率因数校正（PFC）
• ‌后端‌：半桥LLC隔离DC/DC转换
• ‌通信‌：采用快速串行接口（FSI）实现PFC和DC/DC之间的通信

5. 测试条件与设备

• ‌所需设备‌：
  • 隔离AC源
  • 数字示波器
  • 电流探头
  • 万用表
  • 功率计
  • 电子负载
  • 高压探头（> 600 V）
  • 冷却风扇

6. 测试结果

• ‌效率‌：
  • PFC阶段：在多种输入电压和输出负载条件下，效率保持在97.6%至98.64%之间
  • LLC阶段：在输入电压384.6 V至384.88 V，输出电流10 A至133 A范围内，效率从95.42%至98.24%
• ‌热成像‌：展示了在不同组件（如SR MOSFET、变压器铁芯、谐振电感、LLC阶段初级GaN FET）上的热分布
• ‌波形‌：提供了稳态、开关行为和负载瞬态的波形图

7. 安全与注意事项

• 在处理通电的PMP41043板时，需遵循安全操作规程，避免触电危险