GaN如何在基于图腾柱PFC的电源设计中实现高效率
几乎所有现代工业系统都会用到 AC/DC 电源,它从交流电网中获取电能,并将其转化为调节良好的直流电压传输到电气设备。随着全球范围内功耗的增加,AC/DC 电源转换过程中的相关能源损耗成为电源设计人员整体能源成本计算的重要一环,对于电信和服务器等“耗电大户”领域的设计人员来说更是如此。
氮化镓 (GaN) 可提高能效,减少 AC/DC 电源损耗,进而有助于降低终端应用的拥有成本。例如,借助基于 GaN 的图腾柱功率因数校正 (PFC),即使效率增益仅为 0.8%,也能在 10 年间帮助一个 100MW 数据中心节约多达 700 万美元的能源成本。
选择合适的 PFC 级拓扑
世界各地的政府法规要求在 AC/DC 电源中采用 PFC 级,以便从电网中获取纯净电能。PFC 将交流输入电流整形为与交流输入电压相同的形状,从而充分提高从电网获取的实际功率,使电气设备可等效为无功功率为零的纯电阻。
如图 1 所示,传统 PFC 拓扑包含升压 PFC(交流线路后有全桥整流器)和双升压 PFC。传统升压 PFC 是一种常见的拓扑,包含具有较高导通损耗的前端桥式整流器。双升压 PFC 能够降低导通损耗,它没有前端桥式整流器,但却需要额外的电感器,因而在成本和功率密度方面受到一定影响。