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广芯微发布基于自研芯片的10kW直流供电系统参考平台 — 五电平架构,峰值效率98.8%
更新人:广芯微 公布期限:2025/07/03

概述

广芯微电子(广州)股份有限公司今日推出基于自主研发的高性能多功能微处理器芯片UM32G421开发的10KW五电平直流供电系统的参考设计平台。该平台以单相220V交流电为输入,输出360V-400V可调直流电压,采取自然散热方式,在10%-100%全负载范围内实现超过98%的转换效率,结合五电平拓扑带来的超低纹波与谐波特性,非常适合应用于对能效、功率密度、输出电压质量(低纹波/低谐波)和可靠性要求较高的领域,为工业4.0、绿色数据中心及新能源领域提供高性能、高效能供电解决方案。

传统多电平拓扑受限于控制复杂度与成本,难以规模化商用。本次突破性采用自研UM32G421芯片实现三大创新:

1. 五电平SiC变流拓扑:采用碳化硅五电平AC/DC 变流器,减少功率转换器的损耗,10 – 100% 负载范围内效率大于98%,电流纹波低至4A(满载46A),iTHD<5%(50%负载起)。

2. 自适应模块化控制(AMC):根据负载情况动态调节工作模块数量,确保整机最大效率的同时,轻载效率也获得大幅提升。

3. 自主可控单芯片集成管理:全国产UM32G421作为主控芯片完成高效ACDC变换及AMC控制算法,同时实现多重保护(输入过流、过压、过功率、温度保护、输出过流、欠压保护),BOM成本降低30%。

该平台的核心优势如下:

·超高效率(>98% @ 10%-100%负载): 这是最核心的优势。适用于长时间运行、能耗成本敏感的应用,如数据中心、通信基站、照明系统、工业生产线、充电桩、储能系统。

·五电平拓扑: 输出极低的输出电压纹波和THD的高质量清洁电能。这对敏感电子设备和需要高精度控制的设备至关重要。同时也降低了EMI滤波需求,有助于提高功率密度。

·宽输出范围(360V-400V DC可调): 适配多种需要高压直流母线的应用标准(如HVDC 380V, 工业驱动器母线)。

·宽负载范围高效率: 适应实际应用中负载波动大的场景(如数据中心服务器负载变化、工业设备启停)。

·单相220V AC输入: 部署灵活方便,适用于普通市电环境,无需三相电,适合分布式部署。

平台硬件方案介绍

在网络平台的交流电变压器共电局操作系统设定引擎中,大部门构造部门包涵抑制器MCU UM32G421,电开关管和Gate Driver等。按照自己MCU设定,做到聊天电阻复制粘贴,交流电变压器电阻读取。右图是该交流电变压器共电局操作系统的拓扑的结构的结构图。

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电流供电设备平台服务器硬件方式示目的图心片组心片是广芯微UM32G421使用ARM Cortex-M4F内核,204MHz主频,才可以浮点运算,才可以DSP命令集,耐热性巨大,集变为了包涵多路才可以网络设备软件移相的高定位精度PWM、高监测率SAR ADC、网络设备软件地理坐标转动运算协加工器、极为丰富的外设usb接口等多种多样能量,可在-40~125℃稳固上班,才可以符合产业操作、小轿车电商、新能量等众多层面的软件应用需求分析。

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平台软件方案介绍

对联络网确定的电压瞬时直流电压、瞬时直流电压大小采集,经过“调频移相”设定步骤及时换算出需的旋钮频繁和移相想法,进行对手机输入220V/50Hz输电的联络的电压瞬时直流电压、瞬时直流电压大小的小于设定,以提升高水平量的交流电输入瞬时直流电压大小。

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直流变压器用电体系游戏计划书举手图


直流供电系统平台 DEMO 

如图是是广芯微整流送电体统平台网站 DEMO板,有主控板MCU,SiC打开管、驱动软件器、电感等零器件。


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整流共电系统的DEMO板游戏平台功能模块技术指标及测验正弦波形  

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下面的图是直流24v电源供电设备系统性的学习质量、热质量因素和工作电流总谐波模糊的身材曲线。致使运用了AMC掌握,24v电源学习质量在之内10%装载下发到98%之内,顶值学习质量能达到98.8%。一般来说条件下,学习质量超出98.5%。 

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右图是直流电源电输电控制系统性在0.5kW和10kW伤害额定功效下的弧形,解释直流电源电输电控制系统性在多种额定功效下开展牢靠运行。

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下面是电流供水系統在开始或是步长为1kW根据变现下的波形参数图。反映电流供水系統需要在不同的的根据事情下,开始特定的最好功率包块量,事关机器最好速度。

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下面的图是整流配电公司设备在0.5kW和6kW与1kW和9kW阶跃载荷變化下操作波形参数,表明整流配电公司设备在大载荷變化下都可以要保持安稳的整流输出电压。

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应用案例

用户账户运用该电商平台规划设计的电流供水设备体统成功的连接在香港高防某路边地下停放场,为电流照射电器体统供水设备。左如图为路边地下停放场照射电器体统,关键在于代表节能环保郊果,同時装用电流照射电器灯和洽谈照射电器灯。右如图是电流照射电器灯和洽谈照射电器灯的电量能量消耗比对图。较之洽谈照射电器体统,电流照射电器体统会供给相对稳定的供水设备,同時效果提高了10%以下。

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