几乎所有现代工业系统都会用到 AC/DC 电源，它从交流电网中获取电能，并将其转化为调节良好的直流电压传输到电气设备。随着全球范围内功耗的增加， AC/DC 电源转换过程中的相关能源损耗成为 电源设计人员整体能源成本计算的重要一环，对于电信和服务器等 “耗电大户”领域的设计人员来说更是如此。
氮化镓 (亚博娱乐网投) 可提高能效，减少 AC/DC 电源损耗，进而有助于降低终端应用的拥有成本。例如，借助基于 亚博娱乐网投 的亚博娱乐网投功率因数校正 (亚博娱乐网投) ，即使效率增益仅为 0.8% ，也能在 10 年间帮助一个 100MW 数据中心节约多达 700 万美元的能源成本。
选择合适的 亚博娱乐网投 级拓扑
世界各地的政府法规要求在 AC/DC 电源中采用 亚博娱乐网投 级，以便从电网中获取纯净电能。 亚博娱乐网投 将交流输入电流整形为与交流输入电压相同的形状，从而充分提高从电网获取的实际功率，使电气设备可等效为无功功率为零的纯电阻。
如图 1 所示，传统 亚博娱乐网投 拓扑包含升压 亚博娱乐网投 （交流线路后有全桥整流器）和双升压 亚博娱乐网投 。传统升压 亚博娱乐网投 是一种常见的拓扑，包含具有较高导通损耗的前端桥式整流器。双升压 亚博娱乐网投 能够降低导通损耗，它没有前端桥式整流器，但却需要额外的电感器，因而在成本和功率密度方面受到一定影响。
图 1 ： 亚博娱乐网投 拓扑。左图：双升压 亚博娱乐网投 ；右图：升压 亚博娱乐网投
其他可能提高效率的拓扑包括交流开关无桥 亚博娱乐网投 、有源桥式 亚博娱乐网投 和无桥亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 （如图 2 所示）。交流开关拓扑在导通状态时使用两个高频场效应晶体管 (FET) 导电，在关断状态时使用一个碳化硅 (SiC) 二极管和一个硅二极管导电。有源桥式 亚博娱乐网投 用四个低频 FET 取代连接到交流线路的二极管桥式整流器，但这需要额外的控制和驱动器电路。有源桥式 亚博娱乐网投 在导通状态时使用三个 FET 导电，在关断状态时使用两个低频 FET 和一个 SiC 二极管导电。
相比之下，亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 在导通和关断状态下都只用一个高频 FET 和一个低频硅 FET 导电，在三种拓扑中的功率损耗最低。此外，亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 所需的功率半导体元件数量较少，综合考虑整体元件数量、效率和系统成本，它非常富有吸引力。
图 2 ：各种助力效率提升的 亚博娱乐网投 开关拓扑
亚博娱乐网投 在亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 中的作用
传统的硅金属氧化物半导体 FET (MOSFET) 不适合亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 ，原因在于 MOSFET 的体二极管具有非常高的反向恢复电荷，会导致高功率损耗和击穿损坏的风险。 SiC 功率 MOSFET 与硅相比有了微小改进，固有体二极管的反向恢复电荷较低。
另外， 亚博娱乐网投 提供零反向恢复损耗，在三种技术中具有最低的总体开关能量损耗 - 比同类 SiC MOSFET 低 50% 以上。这主要是因为 亚博娱乐网投 具有更高的开关速度（ 100V/ns 或更高）、更低的寄生输出电容和零反向恢复。 亚博娱乐网投 FET 中没有体二极管，完全消除了击穿风险。
TI 近期与 Vertiv 就一项设计展开合作，使其 达到了 98% 的峰值效率，与前代硅 3.5kW 整流器 96.3% 的峰值效率相比，实现了 1.7% 的效率增益。这种效率优势在实际示例中体现为，使用基于 亚博娱乐网投 的亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 可以帮助一个 100MW 数据中心在 10 年内节省多达 1490 万美元的能源成本，同时还可以减少二氧化碳排放。
TI 亚博娱乐网投 的反向恢复损耗为零，并且输出电容和重叠损耗较低，使得 台达电子 的 亚博娱乐网投 在数据中心的高能效服务器电源中达到高达 99.2% 的峰值效率。借助 TI 亚博娱乐网投 FET 内部的集成栅极驱动器， FET 能够达到高达 150V/ns 的开关速度，降低高开关频率下的总体损耗，使台达实现 80% 的功率密度提升，同时效率提高 1% 。
亚博娱乐网投 技术在亚博娱乐网投 亚博娱乐网投 设计中的优势毋庸置疑。越来越多的电源设备设计人员转为采用 亚博娱乐网投 ，并且 亚博娱乐网投 制造商不断发布创新产品，电信和服务器电源设计人员可以期待功率密度和能效的持续改进。
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