PMP40690 使用C2000™ MCU和GaN的4kW交错式 CCM 图腾柱无桥 PFC 参考设计

此参考设计是一个 4kW 交错式 CCM 图腾柱 （TTPL） 无桥 PFC 参考设计，使用 64 引脚 C2000™ 微控制器、LM3410 氮化镓器件和TMCS1100霍尔传感器。它基于使用 C2000™ MCU 的 TIDM-02008 双向交错式 CCM TTPL 无桥 PFC 参考设计，将总 PCB 尺寸减小至 145 mm x 105 mm x 35 mm。氮化镓 （GaN） 器件用于功率级，最高效率为 98.73%。该设计包括先进的功能，如切相、自适应死区时间、输入电容补偿（用于提高负载范围内的 PF 和效率）以及非线性电压环路（用于减少负载瞬态下的电压过冲和下冲）。

*附件：PMP40690 使用C2000™ MCU和GaN的4kW交错式 CCM 图腾柱无桥 PFC 参考设计.pdf

特征

• 小尺寸设计
• 峰值效率 98.73%
• 满载时功率因数为 >0.995，电流 THD 为 <3%
• 在软件中实现的高级功能

参数

1. 设计概述

• ‌设计目标‌：提供一个高效的4kW交错式连续导通模式（CCM）图腾柱无桥功率因数校正（PFC）参考设计。
• ‌核心组件‌：采用64引脚C2000™微控制器、LM3410氮化镓（GaN）器件和TMCS1100霍尔传感器。
• ‌效率‌：峰值效率达到98.73%。

2. 设计特点

• ‌交错式CCM‌：采用交错式控制，减少输入和输出电流纹波，提高整体效率。
• ‌图腾柱无桥结构‌：减少开关损耗和导通损耗，提高功率密度。
• ‌高级功能‌：包括相位脱落、自适应死区时间、输入电容补偿和非线性电压环，以优化PF和效率，并减少负载瞬态下的电压过冲和下冲。
  

3. 测试条件与设备

• ‌电压和电流要求‌：输入电压100-240Vac，输出电压400Vdc，输出电流根据输入电压变化。
• ‌测试设备‌：包括多用表、交流电源、电子负载、示波器、功率计和直流电源等。

4. 测试结果

• ‌效率数据‌：在不同输入电压和负载条件下，记录了详细的效率、功率因数和谐波失真数据。
• ‌热图像‌：展示了在长时间运行后的热分布，确保设计的热稳定性。

5. 波形分析

• ‌开关波形‌：展示了不同输入电压和负载条件下的开关行为。
• ‌输出电压纹波‌：分析了输出电压的纹波情况。
• ‌输入电流‌：展示了输入电流的波形，验证了功率因数校正的效果。
• ‌负载瞬态响应‌：测试了负载变化时的电压和电流响应。
• ‌启动序列‌：记录了不同负载条件下的启动过程。

6. 设计与应用注意事项

• ‌设计文件‌：包括原理图、PCB布局、元件清单等，供设计师参考。
• ‌应用建议‌：强调了设计师在使用该参考设计时需独立分析、验证和测试其应用，并确保符合相关标准和要求。