效率高达97.2%！港晟1kW图腾柱无桥PFC+LLC氮化镓电源方案解析

目前高功率电源设计面临效率、散热与体积的多重挑战，传统升压PFC+LLC方案虽成熟，但在效率（尤其低负载时）和功率密度上已接近瓶颈，且复杂电路增加了成本和损耗。此外，硅基器件在高频开关下的发热问题限制了性能提升，导致大功率电源往往体积庞大、能效难以突破钛金牌门槛。市场亟需更高效、紧凑的解决方案，而氮化镓（GaN）与先进拓扑结构的结合，正成为破局关键。

港晟电子这款1kW电源DEMO采用图腾柱无桥PFC+LLC氮化镓方案 ，以精简电路实现超高效率（97.2%@230VAC），轻松满足钛金牌标准。图腾柱无桥PFC省去了传统整流桥，导通损耗更低；搭配GaN器件的高频特性，进一步减小磁性元件体积，达成高功率密度。此方案不仅解决了大功率电源的发热与效率痛点，更为数据中心、高端PC及工业设备提供了轻量化、高可靠的供电选择。下面我们来对港晟电子这套方案进行详细了解。

港晟1kW图腾柱氮化镓电源DEMO外观

管图腾柱PFC控制器来自梵塔，型号FAN6618，是一颗高性能多模式的图腾柱PFC控制器，支持基于峰值电流控制的CCM/CRM/DCM多模式工作，DCM自适应谷底切换工作，可配置工频周期内单模式工作或多模式工作，实现最高效率。FAN6618内部集成MTP存储器，具有丰富的配置选项，用户可通过图形界面配置环路、开关频率、工作模式和启机时间等。芯片内部集成输入过压/欠压保护、输出过压欠压保护、CS短路保护、过温保护等，提供SOIC-16和QFN4*4两种封装

氮化镓快速半桥使用的隔离驱动器来自纳芯微，型号NSD2621。这是一款专为GaN设计的高压半桥驱动芯片，采用了纳芯微的成熟电容隔离技术，高边驱动可以支持-700V到+700V的共模电压，150V/ns的SW电压变化斜率，同时具有低传输延时和低通道间延时的特性。两通道均能提供2A/-4A的驱动能力。

高低边的驱动级都采用了专门的电压调节器，以确保驱动电压在GaN栅极可接受的稳定范围内，使得GaN不论在何种情况下，都能正常工作。同时具备了UVLO保护功能，保护电源系统工作安全。

氮化镓快速半桥使用了四颗英诺赛科INN650TA080BS，两两并联。这是一款耐压650V的增强型氮化镓开关管，瞬态耐压800V，导阻80mΩ，具备开尔文源极，符合AEC-Q101认证，采用TOLL封装。

英诺赛科氮化镓开关管为增强型常关器件，具有极低的栅极电荷和输出电荷，内置ESD保护，符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。适用于图腾柱PFC，快充电源，高功率密度以及高能效开关电源应用。

图腾柱慢管的驱动器来自梵塔，型号FAN3771，是一颗700V高压侧和低压侧驱动器，具有3.5/3A驱动能力，适用于交直流电源和逆变器。FAN3771在高频工作时提供最佳的传输延迟、低静态电流和低开关电流。

高性能霍尔效应电流传感器采用芯进CC6922，内部集成了一颗高精度、低噪声的线性霍尔电路和一根低阻抗的主电流导线，能够更有效的测量直流或交流电流，并具有精度高、线性度和温度稳定性好的优点，广泛应用于工业、消费类及通信类设备。

LLC控制器来自梵塔，型号FAN6887，是一颗高性能电流模式控制器，芯片内部集成600V驱动器，简化外部元件。芯片具备PFC开关控制，结合专有的跳过模式进一步提升轻负载能效。芯片集成全面完善的保护功能，确保安全可靠运行。

LLC半桥开关管也是采用英诺赛科INN650TA080BS。

谐振电感特写。

同步整流控制器来自恩智浦，型号TEA2096，支持4.5-38V供电电压，具备自适应栅极驱动，支持LLC谐振同步整流，并具备欠压锁定，支持1MHz开关频率。

LLC同步整流管来自华润微电子，型号CRSZ043N15N3Z，NMOS管，耐压150V，导阻3.8mΩ，采用TOLL封装。

辅助电源芯片来自昂宝，型号OB25133，芯片内部集成开关管，具备高精度恒压恒流控制，无需431基准和光耦，芯片采用多模式PWM/PFM模式提升能效，支持5W输出功率。

辅助电源变压器特写。