国民技术基于SiC的高效3kW两相交错图腾柱PFC+三相交错LLC数字电源考设计
国民技术NS3KW53V5P2L3 3KW数字电源提供了一种数字控制的紧凑型高功率密度解决方案，220V AC输入、53.5V DC输出、峰值效率高达97.7%，特别适用于对体积、效率和智能控制要求严苛的工业应用。其核心架构采用基于 SiC器件的两相交错图腾柱PFC前端与基于硅基MOS 器件的三相交错 LLC DC/DC隔离后端，并由国民技术高性能N32H474系列MCU实现精确数字控制与保护。
深圳市绿都电子有限公司是国民技术的核心代理，为您提供技术和销售服务，欢迎联络垂询，联络方式：张先生，13683388367， sales@szlvdu.com。
一、核心优势
本设计通过创新的拓扑和器件选型，实现了卓越的综合性能：
⚫超高的转换效率：整机峰值效率≥97.7%，50%~100%负载下PF >0.99。
⚫优异的电气性能： 采用CCM两相交错图腾柱PFC降低输入电流纹波和THD (<5.0%@100%负载)；三相交错式半桥LLC实现高效率、低输出纹波和快速动态负载响应。
⚫完备的保护功能： 具备过温、输出过流/过压、输入过欠压等保护机制，并通过交错式设计减小输出母线电容需求，提升系统寿命。
⚫便捷的开发生态： 基于自研Hunter OS生态，集成上位机可视化工具，实现参数在线配置、波形分析和一站式保护策略管理，显著提升系统智能化和调试效率。
二、目标应用
本参考设计的高效率、高功率密度和高可靠性特性使其成为以下应用的理想选择：
⚫ AI数据中心电源
⚫户外一体化电源
⚫电动汽车充电桩
⚫通信整流模块
⚫工业AC/DC电源
⚫电动汽车车载充电机(OBC)
⚫工商储能系统功率转换单元
三、关键系统规格参数
四、系统架构概述
1. 前级 PFC：两相交错图腾柱 PFC (CCM 模式)
⚫输入范围：85V-264V AC-RMS。
⚫输出：420V DC 母线。
⚫核心器件：SiC MOSFET (快桥臂)，硅基 MOSFET (工频桥臂)，
2. 后 LLC：三相交错 LLC DC/DC
⚫输入：420V DC 母线。
⚫输出：53.5V DC / 56A (3000W)。
⚫核心器件：硅基 MOSFET (原边 & 副边同步整流)。
数字控制核心为N32H474VEL7-W MCU (ARM Cortex-M4F) 。MCU通过检测电路、保护电路和驱动电路，实现两级功率变换的控制与保护。
五、详细设计方案
国民技术数字电源的详细设计方案资料，请联络国民技术核心代理深圳市绿都电子有限公司，联络方式：张先生，13683388367，sales@szlvdu.com。
3 设计与实现..........................................................................................................................................21
PFC 级设计....................................................................................................................................21
3.1.1 拓扑选择与优势....................................................................................................................21
3.1.2 工作原理简述........................................................................................................................21
3.1.3 关键电路参数........................................................................................................................21
LLC 级设计 ..................................................................................................................................22
3.2.1 拓扑选择与挑战....................................................................................................................22
3.2.2 工作原理简述（fs < fr 模式） ..............................................................................................23
3.2.3 LLC 关键电气参数 ...............................................................................................................23
N32H474 实现系统级高指标 .......................................................................................................23
3.3.1 N32H474 资源总览................................................................................................................23
3.3.2 N32H474 特性赋能 NS3KW53V5P2L3 优势.......................................................................25
4 固件设计..............................................................................................................................................28
Hunter OS 简介..............................................................................................................................28
软件架构.......................................................................................................................................28
4.2.1 MCU 关键外设引脚定义.......................................................................................................30
4.2.2 任务函数设计........................................................................................................................31
5 硬件设计..............................................................................................................................................34
原理图...........................................................................................................................................34
5.1.1 PFC 部分原理图.....................................................................................................................34
5.1.2 LLC 部分原理图 ....................................................................................................................35
5.1.3 辅助电源部分........................................................................................................................36
PCB Layout....................................................................................................................................38
5.2.1 功率器件布线注意事项........................................................................................................38
5.2.2 驱动设备布线注意事项........................................................................................................38
6 版本历史..............................................................................................................................................39
7 声明......................................................................................................................................................40
