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广芯微发布基于自研芯片的10kW直流供电系统参考平台 — 五电平架构,峰值效率98.8%
发布消息人:广芯微 公布时间间隔:2025/07/03

概述

广芯微电子(广州)股份有限公司今日推出基于自主研发的高性能多功能微处理器芯片UM32G421开发的10KW五电平直流供电系统的参考设计平台。该平台以单相220V交流电为输入,输出360V-400V可调直流电压,采取自然散热方式,在10%-100%全负载范围内实现超过98%的转换效率,结合五电平拓扑带来的超低纹波与谐波特性,非常适合应用于对能效、功率密度、输出电压质量(低纹波/低谐波)和可靠性要求较高的领域,为工业4.0、绿色数据中心及新能源领域提供高性能、高效能供电解决方案。

传统多电平拓扑受限于控制复杂度与成本,难以规模化商用。本次突破性采用自研UM32G421芯片实现三大创新:

1. 五电平SiC变流拓扑:采用碳化硅五电平AC/DC 变流器,减少功率转换器的损耗,10 – 100% 负载范围内效率大于98%,电流纹波低至4A(满载46A),iTHD<5%(50%负载起)。

2. 自适应模块化控制(AMC):根据负载情况动态调节工作模块数量,确保整机最大效率的同时,轻载效率也获得大幅提升。

3. 自主可控单芯片集成管理:全国产UM32G421作为主控芯片完成高效ACDC变换及AMC控制算法,同时实现多重保护(输入过流、过压、过功率、温度保护、输出过流、欠压保护),BOM成本降低30%。

该平台的核心优势如下:

·超高效率(>98% @ 10%-100%负载): 这是最核心的优势。适用于长时间运行、能耗成本敏感的应用,如数据中心、通信基站、照明系统、工业生产线、充电桩、储能系统。

·五电平拓扑: 输出极低的输出电压纹波和THD的高质量清洁电能。这对敏感电子设备和需要高精度控制的设备至关重要。同时也降低了EMI滤波需求,有助于提高功率密度。

·宽输出范围(360V-400V DC可调): 适配多种需要高压直流母线的应用标准(如HVDC 380V, 工业驱动器母线)。

·宽负载范围高效率: 适应实际应用中负载波动大的场景(如数据中心服务器负载变化、工业设备启停)。

·单相220V AC输入: 部署灵活方便,适用于普通市电环境,无需三相电,适合分布式部署。

平台硬件方案介绍

在体统的交流电电供气体统把控好模块图片中,基本組成那部分属于操控器MCU UM32G421,启闭管和Gate Driver等。完成独立性MCU把控好,确保交流信息导出功率投入,交流电电导出功率导出。下面是该交流电电供气体统的拓扑形式形式图。

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直流变压器供电公司体统设施配置措施提示图主要电商器件是广芯微UM32G421使用ARM Cortex-M4F内核,204MHz主频,可以可浮点运算,可以可DSP信息集,能变强,集变成属于多路可以可来源于移相的高精准度PWM、高采集率SAR ADC、来源于坐标值缩放运算协加工CPU、非常丰富的外设接头等各种各样资源英文,可在-40~125℃平稳办公,可实现企业抑制、轿车电商、新能量等众多领域的应用领域消费需求。

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平台软件方案介绍

对聊天沟通网来相电压电压、聊天电取样,利用“调频移相”管理方式方法实时公交换算出要求的转换开关概率和移相度角,达成对发送220V/50Hz国家电网的聊天沟通相电压电压、聊天电的精确度管理,以刷出高品品质的直流电源输送聊天电。

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直流电变电系统性小软件设计关心图


直流供电系统平台 DEMO 

如图是广芯微直流电压配电系统品台 DEMO板,包涵主控芯片MCU,SiC触点开关管、控制器、电容(电容器)等零结构件。


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直流电供电软件软件DEMO板的平台基本功能技术参数及测评弧形  

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该图是直流变压器电力软件的效果、额定功率质数和直流电压总谐波模糊的身材曲线。由利用了AMC把控,电效果在不超10%阻抗批准到98%上文,峰峰值效果能达98.8%。一样 时候下,效果高与98.5%。 

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下面的图是交流电变压器用电装置化在0.5kW和10kW内容输出公率下的波形参数,阐明交流电变压器用电装置化在各种公率下来进行可信任务。

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右图是交流电供电公司公司系统性的在通电时或者步长为1kW电机阻抗變化下的波形参数图。介绍交流电供电公司公司系统性的可以在不一样的电机阻抗症状下,通电时对应的工作速率输出模块总数,以保证空机极限速率。

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下面是电流共电控制软件在0.5kW和6kW及1kW和9kW阶跃根据转化下上班波形参数,说明书电流共电控制软件在大根据转化下都可以提高安全的电流的输出。

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应用案例

我们在使用该app平台開發的电流电电力设备系統的性实现目标装在珠海某车停场,为电流电采光系統的性电力设备。左所示为车停场采光系統的性,方便详细说明节省视觉效果,另外放有电流电采光灯和交谈信息采光灯。右所示是电流电采光灯和交谈信息采光灯的电能总量对照图。相比较交谈信息采光系統的性,电流电采光系統的性需要出示稳定性的电力设备,另外学习效率增强10%上面。

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