碳化硅(SiC)器件正在从中小功率向千瓦级大功率场景加速渗透。据行业数据,截至 2026 年 5 月,芯茂微在反激式 SiC 领域的累计出货量已突破 200 万套。出货量数据本身不构成技术背书,但其隐含的大规模量产筛选与现场反馈闭环,客观上加速了 SiC 驱动匹配及保护阈值的迭代收敛。本文聚焦该参考设计本身的技术实现。

在 10W~150W 中小功率段形成规模优势后,芯茂微近期推出了面向 PC 电源、服务器及工业控制场景的 1000W AC-DC 碳化硅金牌电源参考设计,采用全套自研芯片矩阵,以下是对该方案的技术解析。

1. 性能指标

该参考设计以 80Plus 金牌能效为标准进行优化,关键测试数据如下:

参数 测试条件 实测值 行业参考
转换效率 230Vac / 50% 负载 93.24% 80Plus 金牌 >87%
转换效率 115Vac / 50% 负载 91.46% 80Plus 金牌 >85%
+12V 输出纹波 满载 68mVp-p 标准 ≤120mVp-p
保持时间(Hold-up) 额定输入 15.6ms 行业要求 >12ms

该方案在轻载(20%)、半载(50%)、满载(100%)三个典型工况点均达到 80Plus 金牌标准,其中半载点效率最优。纹波裕量充足(实测 68mV / 标准 120mV),后级 DC-DC 的输入噪声抑制压力显著降低。保持时间 15.6ms 为后端电路停机写保护争取了充足窗口。

2. 系统架构

上述效率与纹波表现,根植于三级拓扑架构及各模块专用控制芯片的协同设计。方案采用 CCM PFC + SiC + LLC 经典拓扑架构,各模块通过专用控制芯片深度协同:

  • 前级 PFC — LP6655: 支持连续导通模式(CCM),可配置开关频率 65 / 133 / 200kHz,优化电网输入端功率因数与谐波。
  • SiC 驱动 — LP7012A: 专为碳化硅 MOSFET 设计,内置退饱和保护(DSAT)与米勒钳位(Miller Clamp),抑制桥臂串扰。
  • LLC 谐振 — LP9961: 实现零电流开关(ZCS),集成过温保护(OTP),适配高频运作场景。

3. 外围配套芯片

为降低多芯片异构方案中常见的联调风险,该参考设计统一采用芯茂微自研外围芯片,每颗选型均有明确的工程考量:

  • 同步整流 LP3525D: 耐压 120V,具备 -25mV 精准关断阈值,可匹配 LLC 二次侧宽范围输出,避免体二极管续流导致的效率拐点。
  • 主动 X 电容放电 LP8102: 耐压 700V,待机功耗 46mW,满足 ErP Lot 6 待机功耗标准,无需额外放电电阻。
  • DC-DC 转换 LP8728A + LP15R060S: 内置 MOSFET 方案,相较外置驱动加分离 MOS 的方案,可节约约 30% 布板面积。

4. 总结

综合来看,该参考设计在三个层面形成了闭环:效率侧通过 CCM PFC + LLC 实现了 93.24% 的满标表现;可靠性侧借助 DSAT、Miller Clamp 及 OTP 构筑了 SiC 保护屏障;工程落地侧以全套自研芯片消除了异厂联调的未知风险。对于正在选型千瓦级大功率 SiC 方案的团队,这是一份完整的参考设计材料。

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