ZHCT374 June   2022

 

  1. 1引言
  2. 2选择 CBulk 电容
  3. 3小型升压转换器设计注意事项
  4. 4设计实施和测试结果
  5. 5参考文献

选择 CBulk 电容

图 1-1 所示,服务器前端 PSU 一般由两级组成:交流/直流整流器级和隔离式直流/直流转换器级,峰值效率目标分别为 98.5% 以上和 97.5% 以上。为了使隔离式直流/直流级实现效率目标为 97.5%以上,隔离式直流/直流转换器的工作输入电压范围 (VBulk) 通常必须限制在 320V 至 410V (VBulk,max) 以内。假定标称大容量电容器电压 (VBulk,nom) 为 390V,Equation1 计算将 3kW 保持 10mS 所需的电容为:

Equation1. C B u l k = 2 P O U T   ×   t h o l d u p V B u l k , n o m 2   -   V B u l k , m i n 2 = 2   ×   3   k W   ×   10   m S ( 390   V ) 2   -   ( 320   V ) 2 = 1.207   m F

考虑到 VBulk 电压纹波和电容容差,如图 1-1 所示,系统需要一个电容超过 1.3mF 的电容器。请注意,在交流压降后,用于保持输出电压的电容器能量仅占正常工作期间存储在大容量电容器中的总能量的 32.6%。

在交流/直流整流器级与隔离式直流/直流转换器级之间放入小型升压转换器级(如图 2-1 所示)可以关闭旁路场效应晶体管 (FET) 并启用小型升压转换器,从而允许在交流压降后将 CBB 从 CBULK 充电至 320V 以上。VBulk 随后可大大低于 320V,因此在大容量电容器上将输出电压保持相同时间所需的电容更少。

假定在交流压降期间,VBulk 可通过小型升压转换器降至 240V (VBulk,min),使用Equation1 得出所需的 CBULK 为 635μF,占总电容器能量的 62%。

图 2-1 采用小型升压转换器的服务器 PSU 方框图。