1 引言

数据中心服务器电源单元断电会导致从娱乐到金融交易再到家庭安防系统的所有方面发生中断。诸如开源计算项目 (OCP) 中的 V2 电源架规范 [1] 等各种规范突显出需要使用稳健的交流压降控制算法来减少服务器停机时间。此外，在传统的连续导通模式控制中，数据中心需要具有成本效益的解决方案来提高功率因数校正 (PFC) 轻负载和峰值效率，同时缩小无源器件，这变得越来越困难 [28]。

为了解决这个问题，TI 使用两相集成三角电流模式 (iTCM) PFC 开发了基于氮化镓 (GAN) 的高密度设计（图 1）[9]。在高频下运行的低值电感器使得此设计可实现高效率 (>99%) 和高功率密度 (120W/in³)。这些小型电感器在交流压降恢复过程中存在一个独特的问题，即只有几微秒的开关导通时间也可能会产生超过 70A 的开关电流。此外，时序中的任何延迟也会导致出现明显的反向电流，从而进一步加剧 PFC 的恢复问题。要将电流水平保持在安全水平并防止反向电流，需要开发一种新的解决方案来解决交流压降和恢复问题。本文利用基于变频、ZVS、5kW、基于 GaN 的两相图腾柱 PFC 参考设计 [10] 的实验室验证数据来讨论此解决方案，表 1 列出了主要元件和系统规格。