IC-Hersteller STMicroelectronics

IC-Hersteller (103)

STMicroelectronics STS6NF20V | Demoboard STEVAL-TTPPFC01 AN5964

99.3% efficiency, 2 kW, 3-channel interleaved totem pole PFC with resonant ZVS digital control

Details

TopologieLeistungsfaktor-Korrektur
Eingangsspannung90-253 V
Ausgang 1390 V
IC-Revision2.0

Beschreibung

Nowadays, in PFC for servers and telecom (for example, PSU for 5G base stations, grid connected smart systems) theachievement of an efficiency >99% is becoming mandatory. The demand for very high efficiency has a strong impact ontopologies, design parameters, materials, and control strategies.The STEVAL-TTPPFC01 offers a very high flat efficiency PFC solution in a full digital three-channel interleaved totem poletopology. A conversion efficiency of 99.3% is obtained using ST MDmesh DM6 superjunction power MOSFETs, as well as avery high power factor and low THDi. The PFC operates in the zero voltage switching (ZVS) resonant mode with hysteresiscurrent control, which is fully implemented in the STM32G474QE microcontroller, thanks to the integrated DACs, fast comparators, and high-resolution timer peripheral HRTIM, to ensure a high dynamic and precise cycle-by-cycle current control.The STEVAL-TTPPFC01 evaluation kit is a modular solution, which consists of a power board, which contains all the mainpassive devices and all the daughter boards plug connectors; a control board, which embeds the STM32G474QE microcontroller; an auxiliary power supply board, which generates all the voltages for driving, sensing, MCU, etc.; three high frequency half-bridge boards; a low-frequency half-bridge board.

Eigenschaften

  • Bridgeless topology: the large input bridge losses of conventional PFCs (diode forward voltage losses) are dramatically reduced thanks to the use of active switches for the mains rectification function (Rds (on) losses in a MOSFET).
  • Interleaved architecture: thanks to the phase shedding (enabling/disabling the parallel channels basing on the load requirement) the light load efficiency is improved and a flat efficiency over the whole load range is obtained. Moreover, the superposition of the inductor currents of each boost cell results in a smooth mains current waveform (EMI filter and inductors volume reduction) and output capacitor loss reduction (lower equivalent inductor current ripple).
  • Zero voltage switching (ZVS) resonant technique: eliminates the turn-on losses of the power switches over the full mains period to further improve converter efficiency

Typische Anwendungen

  • Power Supply and converters

Weiterführende Informationen

Artikeldaten

Artikel Nr.
Daten­blatt
Simu­lation
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Status
Produktserie
C
Tol. C
Bauform
Betriebstemperatur
Sicherheitsklasse
VIMP(V (DC))
DF(%)
RISO
Keramiktyp
Verpackung
VR 2(V (DC))
dV/dt(V/µs)
DF @ 1 kHz(%)
Raster(mm)
Q(%)
Z @ 100 MHz(Ω)
IR(A)
RDC max.(mΩ)
Z @ 25 MHz(Ω)
Fl(mm)
L(mm)
B(mm)
H(mm)
L(mH)
VR(V (DC))
VT(V (AC))
Material
Montageart
Muster
WCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC), 10 pF, ±5%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität10 pF
Kapazität±5% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypNP0 Klasse I 
Verpackung7" Tape & Reel 
Güte600 %
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung50 V (DC)
WCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC), 100 pF, ±5%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität100 pF
Kapazität±5% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypNP0 Klasse I 
Verpackung7" Tape & Reel 
Güte1000 %
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung50 V (DC)
WCAP-CSGP MLCCs 25 V(DC), 1 nF, ±5%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität1 nF
Kapazität±5% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypNP0 Klasse I 
Verpackung7" Tape & Reel 
Güte1000 %
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung25 V (DC)
WCAP-CSGP MLCCs 25 V(DC), 2.2 nF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität2.2 nF
Kapazität±10% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Verlustfaktor3.5 %
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypX7R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung25 V (DC)
WCAP-CSSA Interference Suppression, 2.2 nF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität2.2 nF
Kapazität±10% 
Bauform2211 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
SicherheitsklasseX1 / Y2 
Impulsspannung5000 V (DC)
Verlustfaktor2.5 %
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypX7R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Nennspannung 23000 V (DC)
Pad Dimension0.6 mm
Länge5.7 mm
Breite2.8 mm
Höhe2.5 mm
Nennspannung250 V (DC)
MontageartSMT-Chip 
WCAP-CSGP MLCCs 25 V(DC), 10 nF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität10 nF
Kapazität±10% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Verlustfaktor3.5 %
Isolationswiderstand10 GΩ
KeramiktypX7R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung25 V (DC)
WCAP-CSGP MLCCs 25 V(DC), 100 nF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität100 nF
Kapazität±10% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Verlustfaktor3.5 %
Isolationswiderstand5 GΩ
KeramiktypX7R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung25 V (DC)
WCAP-FTX2 Folienkondensatoren, 470 nF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität470 nF
Kapazität±10% 
BauformRaster 12.5 mm 
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
SicherheitsklasseX2 
Isolationswiderstand21.28 GΩ
VerpackungLose 
Nennspannung 2630 V (DC)
Spannungsanstiegsgeschwindigkeit280 V/µs
Verlustfaktor0.1 %
Raster12.5 mm
Länge15 mm
Breite10 mm
Höhe16 mm
Nennspannung275 V (DC)
MontageartBoxed THT 
WCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC), 1 µF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität1 µF
Kapazität±10% 
Bauform0603 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Verlustfaktor10 %
Isolationswiderstand0.1 GΩ
KeramiktypX7R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Pad Dimension0.4 mm
Länge1.6 mm
Breite0.8 mm
Höhe0.8 mm
Nennspannung16 V (DC)
WCAP-FTBP Folienkondensatoren, 1 µF, ±5%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität1 µF
Kapazität±5% 
BauformRaster 15 mm 
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
Isolationswiderstand10 GΩ
VerpackungKarton 
Spannungsanstiegsgeschwindigkeit85 V/µs
Verlustfaktor0.1 %
Raster15 mm
Länge18 mm
Breite7 mm
Höhe13 mm
Nennspannung250 V (DC)
WCAP-FTX2 Folienkondensatoren, 3.3 µF, ±10%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität3.3 µF
Kapazität±10% 
BauformRaster 27.5 mm 
Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C
SicherheitsklasseX2 
Isolationswiderstand3.03 GΩ
VerpackungLose 
Nennspannung 2630 V (DC)
Spannungsanstiegsgeschwindigkeit130 V/µs
Verlustfaktor0.1 %
Raster27.5 mm
Länge31 mm
Breite15.5 mm
Höhe29 mm
Nennspannung275 V (DC)
MontageartBoxed THT 
WCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC), 10 µF, ±20%
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Kapazität10 µF
Kapazität±20% 
Bauform0805 
Betriebstemperatur -55 °C up to +85 °C
Verlustfaktor10 %
Isolationswiderstand0.01 GΩ
KeramiktypX5R Klasse II 
Verpackung7" Tape & Reel 
Pad Dimension0.5 mm
Länge2 mm
Breite1.25 mm
Höhe1.25 mm
Nennspannung16 V (DC)
WE-SUKW 5-Loch SMT-Ferritperle, –, –
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Impedanz @ 100 MHz580 Ω
Nennstrom8.5 A
Gleichstromwiderstand12 mΩ
Impedanz @ 25 MHz425 Ω
Pad Dimension2 mm
Länge11 mm
Breite5 mm
Höhe4.65 mm
Material5 W 700 
MontageartSMT 
WE-CMBNC Stromkompensierte Netzdrossel Nanokristallin, –, –
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
BauformXL 
Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C
Nennstrom18 A
Gleichstromwiderstand4.2 mΩ
Länge36 mm
Breite23 mm
Höhe34 mm
Induktivität4.5 mH
Nennspannung300 V (DC)
Prüfspannung2100 V (AC)
MaterialNanokristallin 
MontageartTHT 
WE-CMB NiZn Stromkompensierte Netzdrossel, –, –
Simu­lation
Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre.
Bauform
Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C
Nennstrom10 A
Gleichstromwiderstand3 mΩ
Länge18.5 mm
Breite14.5 mm
Höhe22 mm
Induktivität0.016 mH
Nennspannung250 V (DC)
Prüfspannung1500 V (AC)
MaterialNiZn 
MontageartTHT