【導讀】通訊電源是服務器,基站通訊的能源庫,為各種傳輸設備提供電能,保證通訊系統(tǒng)正常運行,通信電源系統(tǒng)在整個通信行業(yè)中占的比例比較小,但它是整個通信網(wǎng)絡的關鍵基礎設施,是通信網(wǎng)絡上一個完整而又不可替代的關鍵部件。
通信電源產品種類繁多,一般集中放在機房里,如圖1所示。
圖1:通訊電源機房
目前主流的通訊電源,其參數(shù)如下:
•輸入電壓AC:90-264V 50/60Hz
•輸出功率:2kw
•輸出:最大電壓12V/164.2A
•功率密度:26.14w/Cu.Inch.
•效率:93%
在通訊電源中要求高效,功率密度高、體積小、重量輕、成本低,有些工程師采用多種功率段并級成大功率,通訊電源主要由可控整流PFC,逆變和整流三大塊組成,要提高效率和功率密度必須要降低損耗,在前端的可控整流PFC部分會有幾種拓撲,ZVT PFC,無橋PFC,交錯并聯(lián)PFC以及SiC的硬開關PFC。在這么多拓撲中,除了SiC硬開關PFC以外,其他幾種控制方式都十分復雜,因此在新一代的主流設計中工程師們對SiC的硬開關PFC更感興趣。由SiC器件組成硬開關電路如下圖2所示:
圖2:SIC管的硬開關boost電路
因為SiC器件的特性,SiC二極管的反向恢復時間接近0,因此開關損耗很低。將SiC用于PFC中可以帶來的好處是:高頻化、在較高的開關頻率下依然可以得到較低的開關損耗,電感的體積可以減小,同時還提高了功率密度。
在六管組成三相VIENNA拓撲的PFC,采用全6管SiC的MOSFET,可以省掉快恢復二極管,如下圖3所示:
圖3:由6個SIC MOSFET組成的PFC電路
上圖的6管PFC,如果選用6個900V的65毫歐的SiC MOSFET或者1200V的160毫歐/80毫歐的SiC MOSFET,目標開關頻率是100Khz,最大可以做到20KW功率。
圖4:SIC MOSFET開通和關管的波形
從圖4的仿真模型中可以看出,在開通和關斷的交越區(qū)域非常小,因此損耗非常小,CREE的SiC產品可以實現(xiàn)在通訊電源上的高效、低成本、小體積以及高可靠性的要求。