友尚推出基于安森美半导体NCP1618/NCP1655与UJ4C075060K3S的≧500W主动式PFC效率优化方案（上篇）

随着第三代半导体技术的快速发展，友尚电子推出了一款基于安森美半导体NCP1618或NCP1655控制器与SiC Cascode JFET（UJ4C075060K3S）的≧500W主动式PFC效率优化方案。该方案旨在通过创新设计，显著提升PFC功率级的效率与热性能，同时保持系统的稳定性与简洁性。

传统方案的设计痛点

在传统多颗高压650V硅基Super Junction MOSFET并联操作中，设计者通常会面临以下挑战：

1. 开关速度不一致，电流分配不均
MOSFET的栅极电荷、驱动栅极电阻及寄生电容的差异，导致开关速度不一致，部分元件可能过热或损坏。

2. 热阻差异引发热失配
不同批次的MOSFET热阻差异会导致温度分布不均，进而影响可靠性。

3. 导通电阻变异导致电流不均
工作条件下的RDS(on)差异使部分元件承受超额电流，降低系统稳定性。

4. 寄生电感差异增加开关应力
PCB布线不对称或封装差异引发的寄生电感问题，可能导致MOSFET过压损坏。

5. 驱动电路负担加重
并联后的总栅极电容增大，驱动器负载增加，导致开关损耗上升，效率降低。

优化方案的核心技术

目标
通过采用SiC Cascode JFET的高速与低损特性，优化PFC功率级的效率与热性能。

拓扑设计
- 单相BOOST PFC拓扑
- 输入电压范围：85–265VAC
- 控制器：安森美NCP1618或NCP1655（支持多模式CrM/DCM/CCM）
- 主开关元件：SiC Cascode JFET（750V, 60mΩ）
- 升压二极管：SiC肖特基二极管

效率提升的关键点
1. 低RDS(on)与快切换特性
SiC Cascode JFET相比传统Si MOSFET，导通与开关损耗更低。
2. 简化驱动电路
SiC Cascode JFET无需高驱动电压，驱动设计更简单。
3. 多模式控制器优化
NCP1618或NCP1655支持轻载模式切换，进一步降低损耗。
4. SiC肖特基二极管应用
几乎零反向恢复电流，显著减少开关损耗。

预期效能提升
- 损耗优化：SiC Cascode JFET显著降低导通与开关损耗。
- 热性能提升：散热能力与功率密度大幅优化，可靠性更高。

方案规格（优化前）
- 输入电压范围：90-265V
- 输出功率：500W
- 最低效率：94%
- 功率因数：≥95%
- 输出纹波：<8% ?

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敬请期待下篇：实际改作与测试结果！

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原文链接：https://www.wpgdadatong.com.cn/reurl/RjmeUz