4 设计实施和测试结果

图 4-1 显示了德州仪器 (TI) 3.6kW 单相图腾柱无桥 PFC 参考设计，功率密度大于 180W/in3，它使用了小型升压转换器 [6]。TI 的 LMG3522R030 GaN 器件具有零反向恢复电荷，可尽可能减少图腾柱无桥 PFC 中的开关损耗。所有元件放置在小于 68mm x 121mm 封装尺寸中，最大元件高度为 32mm。该参考设计可实现大于 180W/in3 的功率密度和 98.7% 的峰值效率。所选 C_BULK 是 910μF 450V 铝电容器。

虽然所需电容仅为 635μF，但电容低于 910μF 的可用电容器的额定纹波电流不足以处理单相 3kW PFC 生成的纹波电流。两个 1µF 450V 陶瓷电容器用作 C_BB，很好地利用了大容量电容器下的空间。

此设计将磁性元件 0076381A7 磁芯应用于小型升压电感器，电感器上的线圈匝数为 23。0A 和 25A 下的电感分别为 22.75μH 和 9.1μH。9.1μH 电感允许低于 25A 目标的峰值电流。

图 4-2 显示了对 3kW PFC 参考设计中交流压降事件的测量。当交流电压下降至 0V（与交流电流一样）时，C_BULK 和 C_BB 持续向负载提供存储的能量。当 V_Bulk 下降到 340V 时，旁路 FET 关闭，小型升压转换器开始工作，将 V_BB 提高至 380V。小型升压转换器持续工作，直至 V_Bulk 下降至 240V。V_BB 保持在目标隔离式直流/直流最小工作输入电压 320V 以上 14mS。