【導讀】2026年7月16日,致力于亞太地區市場的國際領先半導體元器件分銷商---大聯大控股旗下世平集團宣布,攜手安森美(onsemi)舉辦“3kW高功率密度圖騰柱PFC + 次級穩壓LLC電源架構”研討會,系統講解如何通過SiC MOSFET、高頻LLC、同步整流及高端控制器,打造兼顧高效、高功率密度與低EMI的新一代AC/DC電源系統。
在全球AI算力爆發與綠色能源轉型的雙重驅動下,電源架構正經歷從“配套支撐”到“算力命脈”的角色躍遷。為應對AI服務器、5G電信基站及高端工業設備對功率密度與轉換效率的極致追求,大聯大世平攜手安森美推出“基于NCP1681和NCP4390的SiC圖騰柱PFC方案”,成功打破了高頻與高損耗的傳統權衡,在280mm×110mm×38mm緊湊體積內實現3kW輸出(42W/in3)與98.4%峰值效率,為下一代電源的架構樹立了新標準。
大聯大世平集團/onsemi產線華南技術支持組專員劉春讓表示,圖騰柱拓撲通過完全去除輸入整流橋,將導通損耗從二極管的固定正向壓降轉變為MOSFET的導通電阻損耗,在3kW功率下可降低導通損耗超70%。
本方案前級控制采用的NCP1681是圖騰柱PFC專用數字控制器,其集成AC線電壓監測、電流重構與數字補償引擎。支持CCM固定頻率與Multi-Mode兩種工作模式,通過ZCD過零檢測與CS電流斜率檢測實現精確功率因數校正,PFCOK引腳提供系統級使能聯鎖功能。而后級控制中樞搭載NCP4390,其采用次級側調節架構,直接在48V輸出端進行閉環控制,消除傳統一次側控制的光耦傳輸延遲,將瞬態響應速度提升一個數量級。電荷電流控制以開關電流時間積分替代傳統峰值電流或電壓模式,實現單極點轉移函數特性,顯著簡化環路補償設計并提供極快的負載瞬態響應與固有的線路電壓前饋能力。
快橋臂使用650V SiC MOSFET(型號NTH4L032N065M3S),負責150kHz的高頻開關。SiC的低Qg(柵極電荷)和低Coss(輸出電容)特性,使得開關損耗只有硅器件的三分之一,這是支撐高頻率運行的物理基礎。慢橋臂使用超結MOSFET(型號FCH023N065S3L4),它只需要在工頻50或60Hz換向,開關損耗幾乎可以忽略,我們利用超結的低Rdson特性來降低導通損耗,同時成本比SiC低很多。
系統協同層面,NCP1681與NCP4390之間通過PFCOK光耦信號建立四級啟動時序,實現從母線穩壓到隔離輸出的完整握手機制,配合NCP4390集成的OCP雙級過流保護、OSP輸出短路保護及NON-ZVS非零電壓切換預防等多重工業級保護,確保系統在全負載域與寬溫度范圍內穩定運行。
針對高頻電源帶來的EMI/EMC兼容挑戰,大聯大世平集團/深圳應用技術處總監鄭保夏以本方案為例,構建了從干擾源、傳播路徑、濾波抑制到測試驗證的完整應對框架。他表示,EMI/EMC兼容設計是一項系統工程,需要在電路拓撲、元器件選擇、PCB布局、濾波設計、屏蔽接地、測試驗證等方面綜合考慮,通過反復測試與優化,才能滿足法規要求并兼顧產品性能、成本與可靠性。
在研討會上,鄭保夏進一步分享了“基于NCP1681和NCP4390的SiC圖騰柱PFC方案”的實用濾波設計策略:差模噪聲主要存在于火線與零線之間,設計時通過合理設定濾波器截止頻率(遠低于150kHz),優化X電容布局并避免電容過大,同時,評估LC諧振峰值,必要時增設阻尼元件予以抑制;而共模噪聲則經火線、零線與地之間的寄生電容耦合,需通過共模電感與Y電容的合理配置,在電磁兼容性與安全漏電流之間實現均衡。
調試階段則應圍繞150kHz~30MHz全頻段進行LISN掃描驗證,重點排查LLC/PFC開關諧波、旁帶及寬帶dv/dt噪聲,并依據實測曲線迭代優化濾波器參數、熱環路布局與屏蔽接地措施,最終在全頻段內滿足法規限值并保留充足裕量。
從拓撲創新到EMI系統化設計,本次研討會為工程師提供了高功率密度電源設計的完整參考路徑。未來,大聯大世平將持續攜手安森美等原廠,以更高性能、更高可靠性的電源解決方案,賦能綠色算力基礎設施可持續發展。
作為全球領先電子元器件分銷商,大聯大世平集團代理品牌完整,產品覆蓋從3C、工業電子到汽車電子,提供從基礎元件到核心組件乃至物聯網解決方案的全品類組合,滿足客戶多元采購需求。公司持續強化軟硬件整合的技術支持能力,涵蓋零件推廣、次系統與系統整合解決方案、物聯網及云端應用與APP開發,并設有專屬實驗室與專業設備,助力客戶縮短研發周期、實現快速量產。
本次研討會全程通過大聯大旗下平臺“世平大大芯”進行直播,無需注冊登錄即可觀看,“世平大大芯”平臺每月舉辦多場研討會,分享市場最新技術趨勢與熱門應用實例。歡迎業界同仁隨時回顧精彩內容,深入了解3kW SiC圖騰柱PFC高密度電源架構的設計與分析



