PFC由240 VAC的電源電壓運行，并生成400 VDC總線。 DC-DC階段向下轉(zhuǎn)換為50 V，同時提供隔離。此外，此類電源必須遵守Open Compute ORV3標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的要求，并符合特定的外形和尺寸。

圖1。 兩階段的服務(wù)器電源，網(wǎng)格交流至50 V中間總線。圖像二手 Bodo的電源系統(tǒng)

該三部分系列的部分概述了高壓服務(wù)器電源中的低壓設(shè)備。

高壓拓?fù)渲械牡蛪涸O(shè)備

傳統(tǒng)的電源使用圍繞半橋建造的兩級拓?fù)?，并采用寬帶（WBG）高壓設(shè)備。為了實現(xiàn)更高的功率，高壓設(shè)備需要較低的州電阻，在某些情況下，需要并聯(lián)多個連接的設(shè)備。這些經(jīng)典技術(shù)都沒有顯著提高功率密度。另外，低壓設(shè)備可以與多層拓?fù)浣Y(jié)合使用和級聯(lián)配置一起使用，以增加功率密度超出高壓設(shè)備的功率密度。

多層拓?fù)?/p>

多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用設(shè)置相應(yīng)水平的設(shè)備和電容器連接，將高壓分為多個低壓水平。一個流行的拓?fù)涫菆D2所示的飛行電容器方法，該方法配置為具有四個級別的圖騰孔功率因數(shù)校正電路。

圖2。 圖騰桿，多級PFC轉(zhuǎn)換器。圖像二手 Bodo的電源系統(tǒng)

級聯(lián)配置

在級聯(lián)配置中，將多個轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接以構(gòu)建輸入上所需的電壓，并并聯(lián)輸出連接，如圖3所示。如果級聯(lián)中使用的轉(zhuǎn)換器是電壓來源的，則可以使用。

圖3。 固定比率隔離轉(zhuǎn)換器的級聯(lián)配置。圖像二手 Bodo的電源系統(tǒng)

性能比較：高電壓設(shè)備高與低壓設(shè)備

一個5 kW，240 V AC至50 V DC電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括PFC階段和具有400 V DC臨時總線的隔離階段，將用作將高壓與低壓設(shè)備方法進(jìn)行比較的基線。 PFC階段使用圖騰桿配置進(jìn)行了硬轉(zhuǎn)換，而隔離階段是基于LLC的軟轉(zhuǎn)換。這兩種拓?fù)涠际欠?wù)器電源的流行選擇。

個比較是適用于PFC轉(zhuǎn)換器的綜合硬開關(guān)（FOM）的多級改編。組件以等式（1）至（3）的形式給出，并在等式（4）中合并，其中較低的值會產(chǎn)生更好的性能。

\ [fom_ {1} = r_ {ds（on）} \ cdot q_ {g} \ cdot（n-1）^{2} \，\，\，\，\，\，\，（1）\]

\ [fom_ {2} = r_ {ds（on）} \ cdot q_ {oss} \，\，\，\，\，\，（2）\] \]

\ [fom_ {3} = r_ {ds（on）} \ cdot q_ {rr} \ cdot（n-1）^{2} \，\，\，\，\，\，\，（3）\]

\ [FOM_ {ml} = \ sqrt {fom_ {1}^{\，\，\，\，\，2}+fom_ {2}^{\，\，\，\，\，\，2}+fom_ {3}^}

每個高壓開關(guān)的5 kW PFC需要大約15MΩ，等效詞是以4級飛行電容器配置串聯(lián)連接的三個設(shè)備。為了進(jìn)行比較，將650 V級的SIC MOSFET（650 V級的cascode gan fet），兩個平行于650 V等級的增強模式gan Fets，所有這些模式gan fet，它們均適用于PFC和LLC，與 4級PFC和150 V級的casc cascade casce casade casad casce a 4-cascade cascade cascade cascade cascade cascade cascade的cascade casce casc cast cast cast cast cast cast cast a的casce cast a casce的casce cast的casc均為4-casc的。配置使用四個堆疊轉(zhuǎn)換器，相當(dāng)于5級轉(zhuǎn)換器。

從表1中，無論技術(shù)如何，較低的電壓設(shè)備的FOM明顯低于任何高壓設(shè)備。

比較的下一個轉(zhuǎn)換器特性是差分模式EMI。在多級轉(zhuǎn)換器或級聯(lián)配置中，任何切換事件電壓始終遠(yuǎn)低于2級轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。較低的電壓過渡會按比例減少差異模式EMI能量。另外，較低的電壓設(shè)備傾向于更快地切換，從而增加了其EMI頻率含量。對PFC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了模擬，其中包括具有差分模式進(jìn)行EMI輸出的LISN的單個共同模式扼流圈EMI濾波器和等效電路。 2級和4級圖騰孔PFC之間的比較結(jié)果如圖4所示。4級轉(zhuǎn)換器比2級轉(zhuǎn)換器低約40 dB。

圖4。 使用單個共同模式的EMI濾波器，模擬和執(zhí)行了2級半橋和4級飛行電容器Totem-Pole PFC轉(zhuǎn)換器之間的差異模式EMI比較。圖像二手 Bodo的電源系統(tǒng) [PDF]

在高壓應(yīng)用中使用低壓設(shè)備的終好處是磁成分尺寸的減小。對于飛行電容器多級轉(zhuǎn)換器，級別的數(shù)量將主要電感器的電感降低為（n-1）2倍，其中n是紋波電流幅度保持不變時的水平數(shù)。因此，對于3級配置，可以預(yù)期降低4倍，而對于4級，可以預(yù)期減少9個。

除了尺寸降低外，較低的電感還增加了閉合電流環(huán)控制響應(yīng)，從而更容易遵守網(wǎng)格的更嚴(yán)格的THD標(biāo)準(zhǔn)。

對于級聯(lián)方法，變壓器需要更少的繞組轉(zhuǎn)彎，這打開了使用標(biāo)準(zhǔn)的PCB技術(shù)和平面磁力進(jìn)行構(gòu)造的可能性。這些磁成分減少會增加功率密度并降低成本。另外，較低的電壓變壓器可以在更高的頻率下運行，從而進(jìn)一步降低磁成分的大小。

模塊化

級聯(lián)配置的固有特征是模塊化，其中低壓輸入模塊被堆疊以實現(xiàn)系統(tǒng)的較高輸入電壓。這些模塊的設(shè)計比高壓計數(shù)器零件的設(shè)計要簡單得多，這在很大程度上是由于變壓器繞組的較低轉(zhuǎn)數(shù)。只需在堆棧中添加其他模塊，就可以易于擴展可容納更高的電壓，例如400 V和800 V來源。

圖5。 （a）5 kW 4級PFC轉(zhuǎn)換器模塊，（b）1.25 kW 100v至50 V LLC轉(zhuǎn)換器模塊構(gòu)建塊，用于5 kW級聯(lián)轉(zhuǎn)換器。圖像二手 Bodo的電源系統(tǒng) [PDF]

在多級轉(zhuǎn)換器的情況下，它們的較小的電感器尺寸也使設(shè)計是模塊化的。這種模塊化使得可以輕松添加其他階段以增加功率。

低壓設(shè)備解決方案的模塊化如圖5（a）所示，240 VAC至400 VDC，5 kW多級轉(zhuǎn)換器模塊和圖5（b）對于1.25 kW，100 vdc至50 VDC LLC轉(zhuǎn)換器模塊，適用于400 VDC至50 VDC Cascade系統(tǒng)。