Leistungsfaktor-Korrektur

Brückenlose PFC-Schaltung mit GaN

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Stetige Bemühungen, um die Effizienz zu verbessern

Die Nachfrage der Industrie nach verbesserten Wirkungsgraden steigt ständig an und nähert sich 100%. Im Jahr 2007 hat das Freiwilligenprogramm namens 80-Plus geeignete Standards für den Wirkungsgrad anhand der Ergebnisse bei Computernetzteilen geschaffen, die bei verschiedenen Lasten getestet wurden. Die höchste Stufe, Platin (90%, 94% bzw. 91% Wirkungsgrad), wird nun durch die Stufe Titan ersetzt. Sie wird für Netzteile vergeben, die in der Lage sind, einen Wirkungsgrad von 92% bei einer Last von 20% und 96% Wirkungsgrad bei einer Last von 50% sowie 93% Wirkungsgrad bei einer Last von 100% zu erreichen.

Als Antwort auf die Nachfrage nach noch höheren Wirkungsgraden hat Transphorm die 600-V-GaN-HEMTs entwickelt, mit der eine geeignete Totem-Pole-PFC-Schaltung, wie beschrieben, realisierbar ist. Diese Technologie ermöglicht nicht nur die einfachste brückenlose PFC-Topologie mit der geringsten Anzahl an Bauelementen, sie erreicht dazu noch Spitzenwirkungsgrade von über 99%. Anders als selbst die fortschrittlichen Si-MOSFETs, die auf dem Markt verfügbar sind, verbessern die GaN-HEMTs den Wirkungsgrad der weich schaltenden LLC-Topologie durch die Reduzierung des für das weiche Schalten erforderlichen Magnetisierungsstroms und der Totzeit.

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Mit einer PFC-Schaltung mit 99% Wirkungsgrad und einem angestrebten Wirkungsgrad von 98% für einen 1-kW-LLC-Wandler steht den Entwicklern von Power-Management-Systemen nun eine elegante und hocheffiziente Lösung zur Verfügung, die die bisherigen Standards übertrifft und dabei gleichzeitig den Schaltungsentwurf vereinfacht.

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* Zan Huang ist Field Apps and Marketing Manager bei Transphorm in Goleta/Kalifornien.

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