適用于車載充電器的圖騰柱 PFC 和 CLLLC 拓?fù)?/h1>

圖 2 顯示了一個(gè) 3.3kW 的 OBC，其中，OBC PFC 有一個(gè)圖騰柱 PFC 級，而 OBC 直流/直流轉(zhuǎn)換器有一個(gè)電容-電感-電感-電感-電容 (CLLLC) 級。圖騰柱無橋 PFC 通過減少電流路徑中功率器件的數(shù)量來提高效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向操作（與傳統(tǒng)基于橋的 PFC 相比）。由于硅功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中固有的體二極管在硬開關(guān)條件下容易受到高反向恢復(fù)損耗的影響，因此，圖騰柱無橋 PFC 的實(shí)現(xiàn)以前僅限于較低的功率等級。由于其結(jié)構(gòu)中沒有這樣的體二極管，通過采用 GaN 功率開關(guān)（如德州儀器 (TI) 公司的 LMG3410R050），現(xiàn)在已可以實(shí)現(xiàn)多千瓦圖騰柱無橋 PFC 電源。由于 GaN 器件具有低輸出電容 (Coss) 特性，因此可以在高頻（100kHz 到 200kHz）下工作，進(jìn)而允許使用更小的電感器，并縮小圖騰柱 PFC 轉(zhuǎn)換器所需的無源器件的尺寸。

然而，在死區(qū)時(shí)間，GaN 開關(guān)中的第三象限操作會導(dǎo)致額外損耗，實(shí)時(shí) MCU 需要通過精確調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間來優(yōu)化這些損耗。C2000 實(shí)時(shí) MCU 4 類 PWM 支持高分辨率死區(qū)時(shí)間等功能，可將死區(qū)調(diào)節(jié)到 150ps 的分辨率。以 100khz 圖騰柱 PFC 為例，采用死區(qū)時(shí)間優(yōu)化后的損耗節(jié)省為 1W。由于設(shè)計(jì)人員通過將開關(guān)頻率提高到 1MHz 并采用臨界模式 PFC 等控制技術(shù)進(jìn)一步減小了電感器尺寸，因此可以節(jié)省高達(dá) 10W 的功率損耗，從而使第三象限損耗的優(yōu)化成為一個(gè)關(guān)鍵特性，對于這一點(diǎn)，可以在需要時(shí)精確且準(zhǔn)確地控制死區(qū)時(shí)間。

圖 2 帶單相 PFC 和隔離式直流/直流級的 OBC 功率級。