大功率Vienna PFC+LLC电路拓扑的方案

Vienna PFC+LLC电路是一种高效、高功率密度的电源拓扑，常用于电动汽车充电桩等大功率应用中。它结合了维也纳整流器（Vienna Rectifier）的功率因数校正（PFC）和LLC谐振转换器的特性，能够提供高效率、高性能的功率转换。

Vienna PFC（维也纳整流器）：
Vienna PFC是一种三相功率因数校正整流器，能够从三相交流电源中提取电能，并在输入端实现功率因数校正。它结合了两个单桥反向器，能够提供更高的功率因数校正和更低的谐波失真，有助于充电桩从电网中更有效地提取电能。

LLC谐振转换器：
LLC谐振转换器是一种谐振型电源转换器，能够提供高效率和高频率的功率转换。它由电感（L）、电容（C）和磁性元件（L）构成，通过LLC谐振的方式进行功率转换，减少了开关损耗，并且能够实现零电压开关（ZVS）或者零电流开关（ZCS）的操作，减少了功率转换过程中的损耗。

Vienna PFC+LLC电路优势：
高效率：结合了维也纳整流器的功率因数校正和LLC谐振转换器的高效特性，整体能够实现高效的功率转换。
高功率密度：这种拓扑结构能够在相对较小的体积内实现较高的功率输出，适用于需要大功率的充电桩应用。
减少电网谐波和失真：Vienna PFC部分能够减少对电网的谐波污染，提高系统的电磁兼容性。
这种拓扑结构整合了维也纳整流器和LLC谐振转换器的优势，为大功率应用（如电动汽车充电桩）提供了一种高效、可靠的电源解决方案。

充电桩大功率Vienna PFC+LLC电路拓扑是一种高效的充电电路拓扑，具有以下特点：

• PFC部分：采用Vienna PFC电路拓扑，能够实现功率因数校正，提高电能利用率。同时，该部分采用碳化硅器件作为开关管，具有高温时导通电阻增加较少、开关损耗较小的优点，能够提高工作频率，有助于输入线圈的小型化。
• LLC部分：采用LLC电路拓扑，能够实现宽范围的高效率输出。该部分采用碳化硅器件作为开关管和整流管，具有高耐压、高速开关的优点，能够减小功率器件数量、节省空间、简化电路、降低故障率。同时，LLC电路拓扑的优点还包括易于实现软开关、减小电磁干扰等。
  

综上所述，Vienna PFC+LLC电路拓扑在大功率充电桩中具有高效、小型化、可靠性高等优点，是未来充电基础设施的重要发展方向之一。

Vienna整流＋LLC构成了充电桩的基本电路。如果考虑设备成本，罗姆推荐使用硅器件、FRD（快恢复二极管）方案；如果需要高功率密度和高效率，则推荐使用碳化硅 MOS/SBD方案。

Vienna PFC+LLC电路和器件示例

PFC部分更适合使用碳化硅器件，理由有二：其一，高温时导通电阻增加较少，能实现高效率，同时可抑制发热，使用更小的散热板；其二，碳化硅器件的恢复损耗非常小，开关损耗较小，能够提高工作频率，有助于输入线圈的小型化。作为硅器件解决方案，也可以使用具有高速开关的罗姆SJ-MOSFET“R65xKN系列”以及IGBT“RGW系列”。

Vienna PFC拓扑推荐器件

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其次，对于LLC部分，罗姆通过高耐压1200V 碳化硅MOS来削减部件个数。通过将1200V 碳化硅MOS应用于LLC部分，可以将Stack型的LLC电路变更为下述Single型。具备高耐压、高速开关特点的碳化硅器件给Single LLC带来以下优点：

• 减少功率器件数量，节省空间，简化电路，降低故障率；
• 减少控制元件数量，简化驱动电路，减少MCU使用数、减少端口数。
  

碳化硅MOS可以实现Single LLC的优势

碳化硅MOS可以实现Single LLC的优势
针对双向充电桩：面向三相B6-PFC电路拓扑的解决方案
罗姆针对双向充电桩的三相B6-PFC拓扑的方案使用1200V 碳化硅MOS，它具有以下优点：

• 受高温影响小
• 高速恢复性能有助于可实现输入线圈、绝缘变压器的小型化
• 抑制偏共振时的破坏风险
  

20kW以下使用1200V开关元器件，例如高效率的碳化硅MOSFET “SCT3xxxKx（1200V/17-95A）”或标准IGBT “RGSxxTSX2”。在20kW以上的应用中，可以选择全碳化硅功率模块“BSMxxxD1xPxCxxx/Exxx/Gxxx（1200-1700V/80-600A/Half-Bridge）BSMxxxD1xPxCxxx/Exxx/Gxxx（1200-1700V/80-600A/Half-Bridge）”，实现双有源桥谐振变换器（绝缘双向DC-DC）。

三相B6-PFC+双有源桥电路拓扑推荐器件

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