交错并联式PFC+变频解决方案介绍
交错式功率因数校正技术，凭借其卓越的纹波抑制能力、优化的热管理、改善的EMI性能和潜在的带宽提升，已成为现代高性能AC/DC电源前端设计的基石。英飞凌这款4 KW压机变频解决方案搭配了英飞凌最新的PSOC™ Control C3控制器和Easy模块（Easy 2B），为客户提供紧凑型交错并联式PFC+变频解决方案。
PSOC™ Control C3 产品介绍
PSOC™ Control C3凭借高主频与高性能特性，可轻松控制40kHz交错式PFC的开关频率，降低电感值与体积，优化BOM成本。其内置独特的电机控制外设，助力客户简化电机控制开发（CORDIC加速器、DSP/FPU、TCPWM、12 Msps ADC）。
高性能可编程模拟子系统
高性能可编程模拟子系统
12 位12Msps SAR ADC，支持 16 个模拟通道进行并行空闲采样
每个通道都配备独立采样保持器
每个通道可独立配置增益（1、3、6、12）
所有通道都支持同步采样模式
16 个模拟通道可分配给 8 个独立的组，每组支持8路触发源
支持伪差分采样模式
每个通道集成限幅检测功能（助力过流/过压保护，减少CPU干预）
支持 ADC DMA 和 FIFO 模式，减少 CPU 干预
ADC 模拟输出可直接接入CSG 比较器进行保护
10 位 DAC 为比较器的输入提供参考电压
提供多路触发源输出（用于关键外设同步触发）
灵活的TCPWM
面向不同PWM应用的灵活计数模式以及灵活的输入输出触发信号。
3 个TCPWM 计数器用于产生 3 对互补 PWM 信号。1个 TCPWM 计数器用作 ADC 触发信号。电机运行时，所有 4 个 TCPWM 计数器同步。
溢出事件触发 FOC 中断，并在前半个 PWM 周期内执行。
所有 GPIO 均可用作 PWM 输出引脚，从而使 PCB 布局更加简便。
从 AD 采样到下一次 PWM 比较更新的时间间隔仅为约半个 PWM 周期，从而显著提升电流环带宽和观测器性能。
基于PSOC™ Control C3的交错并联式PFC+变频解决方案
Demo板硬件
交错并联式PFC+变频解决方案由PSOC™ Control C3M5 Digital Power Control Card和4KW的功率板组成。交错并联式PFC PWM 的载频在30kHz~40kHz，Peak efficiency: 97.4%，功率因数> 98%，总谐波失真<4.6%（满载运行时）。
系统框图
其中功率板采用EasyPIM™ 2B集成PIM模块FB50R07W2E3_B23，它带双通道交错PFC级和三相逆变桥，采用50A Highspeed5交错PFC级，50A沟槽栅截止层IGBT 3，发射极受控Emcon3二极管的逆变三相桥，压接安装和NTC，适用于热泵/暖通空调应用。
Interleave PFC 控制算法特性
Interleave PFC 控制算法框图
支持单精度浮点数据格式
支持输入频率自适应
支持高度优化的软件数学函数（sin/cos/atan2），保障计算精度和效率
支持非对称PWM输出模式
支持电流环倍频控制模式
支持电压电流双闭环模式
支持电感电流平衡控制
支持增强型单相PLL算法，实时检测输入频率，幅值与相位
支持线性与非线性混合型电流控制器，实现全负载范围高性能控制
完善的保护机制：过压/欠压/过流/过功率保护
测试波形
（1）稳定运行时的测试数据
220V, 50Hz, Power = 3kW下输出电压ripple仅16V
220V, 60Hz, Power = 3kW下输出电压ripple仅12V
（2）电阻负载瞬态变化响应测试：
220V, 50Hz, 0kW → 3kW
220V, 50Hz, 0kW → 3kW (zoom in)
220V, 50Hz, 3kW→ 0kW
220V, 50Hz, 3kW → 0kW (zoom in)
（3）电压瞬态变化响应测试：
185V →250V 60Hz, 3kW
185V→250V 60Hz, 3kW (zoom in)
250V →185V 60Hz, 3kW
250V→185V 60Hz, 3kW (zoom in)
可以看出在瞬态过程中也能维持输出电压的稳定。
英飞凌基于PSOC™ control C3控制器的交错PFC+变频方案，具有高集成度，高效能的特点，为客户提供了一体化的解决方案，降低了物料成本，PCB布局简洁，易于组装。
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