英飞凌高效开关电源系统解决方案

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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC CoolMOS™ C7/C6
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英飞凌高效率开关电源解决方案 PFC部分 650V CoolMOS™ C7 Portfolio
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PFC 部分 CoolMOS/SiC diode/IC
SiC Gen5 IDH05G65C5
第五代SiC 二极管
CoolMOS C7/P6
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
Ramp Profile
Ave(Iin) at ICOMP
Gate Drive
t
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>= 20%
>= 20%
>= 80%
>= 20%
>= 80%
100%
100%
100%
100%
服务器产品80+ 白金牌方案要求在20%, 50% 和 100%负载,230Vac输入线电压情况下效率达到 91% , 94% and 90%.
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ID
MOSFET switches ‘normal’ No Discharging CGS!
VDRV VLS
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仿真结果 Turn-on 25A by ‘fast’ SJ, 2nH Ls TO-247-3P simulation EON = 130uJ
ID
Turning MOSFET back off! Discharging CGS!
VDRV VLS
TO-247-4P simulation EON = 63uJ
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C7-600V, SiC diodes, Eice Driver and OptiMOSTM
SiC5 C7
OptiMOS™
C7
C7
OptiMOS™
Ice Drv
Ice Drv
Ice Drv
英飞凌可以提供整套方案
Customer benefit: Highest efficiency solution portfolio with well matching components
PCL 门槛: -0.2V +/-2% 误差 二次OVP保护,进一步加强 系统可靠性 提供Bulk voltage ok 信 号
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频率设置和外置频率同步
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负载跳变时实现快速动态响应

减小电压过冲 高可靠性,易于设计 快速的恢复时间高可靠性,易于设计 基本无电流失真 高性能
Bulk voltage OK 信号

节省防浪涌继电器的检测电路或PWM IC控制电路 低成本 可调的低门槛的VB_OK信号 提高设计的弹性 二次OVP保护 低成本
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PFC 部分 ICE3PCS01G
为了应对全球变暖，电脑产业拯救气候计划，由谷歌和英特尔在2007年开始，寻求从计算机的操作，以减 少全球二氧化碳排放量到2010年每年540万吨.
www.climatesaverscomputing.org Climate Saver 白金 90% 92% 89% 金 87% 90% 87% 银 85% 88% 85% 铜 82% 85% 82% 80+ 80% 80% 80% 80+ Jul 08 – Jun 09 July 09 – Jun 10 July 10 – Jun 11
800W CCM PFC at 130 kHz > 97% efficiency 42inch³ density Form factor typical in industry Low cost components

2* CoolMOS™ C7 TO220 IPP60R180C7 SiC Gen 5/6 6A, TO 220 EiceDRIVER™ Driver IC 2EDN Analogue (ICE3) and digital control version (XMC1300)
各种保护功能

可以降低工作量
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英飞凌高效率开关电源解决方案 PFC部分 （PFC MOS）
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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC 部分 ICE3PCS01G

全负载范围提升PFC系统效率

精确的频率设定 可以最优化EMI滤波器, 减低成本,提升效率 精确的电压调整率 优化功率级, 提升效率 可调整的 boost 跟踪功能 提升低压,轻载的效率 0.2V 峰值电流限制 减小电流采样电阻的损耗,提升效率
Assessment of C7 at high fsw
10.06.2015
Assessment of C7 LLC performance
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Assessment of TO247 4-pin vs. 3-pin
600W half-bridge LLC/SR LLC+SR efficiency of 97.8% @ 50% load Efficiency >95% @ 50% load 115 ... 200 kHz switching

LLC analog controllerICE2HS01G HB Gate Drive IC 2EDL05N06PF Bias QR Flyback controller ICE2QR2280Z SR MOSFETs OptiMOS™ BSC01N04LS Primary CoolMOS™ IPP60R180C7
英飞凌可以提供整套PFC方案
CoolMOS C7/P6
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PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.5% 满载 96%
FOM = 32.8 [nC]
SJ: SPW47N60C3 (2001)
– RDS(on) = 70m FOM = 17.6 [nC]
SJ: IPW60R045CP (2005)
– RDS(on) = 45m FOM = 6.75 [nC]
SJ:IPW65R019C7 (2013)
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演示板一览
Red: Pink:
输入EMI电路和整流 桥 CCM PFC ICE3PCS01G IPP60R190C6 IDT05S60C ICE2QR2280Z
Yellow: 待机电源 Blue: LLC 谐振半桥变换器 ICE2HS01G IPP60R190C6 IPP015N04N brown: DC-DC 变换器 BSC030N03LS BSC050N03LS TDA21106
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演示板一览
PFC at high frequencies Highest LLC performance TO247 4-pin benefits
英飞凌高效开关电源系统解决方案
2015英飞凌电源管理巡回研讨会
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议程
背景介绍 英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率 英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率 英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案 英飞凌快速充电器和适配器解决方案 总结
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MOSFET技术的演变
Before SJ: IRFP450 (mid 1990s)
– RDS(on) = 400m
RDSon*Qg
– RDS(on) = 19m FOM = 4.0 [nC]
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损耗机理– Turn-ON
dI VCGS VDRV IDRV * RG LS dt
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PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.பைடு நூலகம்% 满载 96%
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
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英飞凌高效率开关电源解决方案
议程
背景介绍 英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率 英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率 英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案 总结
dI D VDRV VCGS dt LS

VDRV = 12 [V] VCGS Vth = 3.5 [V] LS = 6 [nH]

dID 1.4 A ns dt

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PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.5% 满载 96%
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
2500W PFC at 65..100 kHz Pin layout for 3 pin and 4 pin exchangeable Thermal controlled Varying power ranges

CoolMOS™ C7 4pin TO247 Driver IC 1EDcompact 6A CoolSET™ Step down converter ICE3 PFC controller