2026年7月16日--隨著AI運算需求快速成長及全球能源轉型加速，電源架構的重要性日益提升。為此，全球領先半導體零組件通路商大聯大控股旗下世平集團攜手安森美（onsemi）舉辦「3kW高功率密度圖騰柱PFC＋次級穩壓LLC電源架構」研討會，深入解析如何運用SiC MOSFET、高頻LLC、同步整流及高階控制器等關鍵技術，打造兼具高效率、高功率密度與低電磁干擾（EMI）的新一代AC/DC電源系統。
為滿足AI伺服器、5G電信基地台及高階工業設備對功率密度與轉換效率的需求，大聯大世平攜手安森美推出「基於NCP1681與NCP4390的SiC圖騰柱PFC方案」，成功突破高頻運作與高損耗之間的設計限制，在280mm × 110mm × 38mm的精巧尺寸內，實現3kW輸出（42W/in³）及98.4%的峰值轉換效率，為新一代電源架構提供全新的設計方向。
大聯大世平集團／onsemi產線華南技術支援團隊專員劉春讓表示，圖騰柱（Totem Pole）拓撲透過移除傳統輸入整流橋，將導通損耗由二極體固定正向壓降轉換為MOSFET導通電阻損耗，在3kW輸出條件下，可將導通損耗降低超過70%。
在控制架構方面，本方案前級採用NCP1681圖騰柱PFC專用數位控制器，整合交流（AC）線路電壓監測、電流重建及數位補償引擎，支援CCM固定頻率與Multi-Mode兩種運作模式，並透過ZCD過零偵測及CS電流斜率偵測，實現精準的功率因數校正（PFC）。此外，PFCOK接腳亦提供系統層級的啟用連鎖（Enable Interlock）功能。
後級控制則採用NCP4390作為核心控制器，透過次級側穩壓架構，直接於48V輸出端進行閉迴路控制，有效消除傳統一次側控制光耦合器（Optocoupler）的傳輸延遲，使瞬態響應速度提升一個數量級。此外，其電荷電流控制（Charge Current Control）以開關電流時間積分取代傳統峰值電流模式或電壓模式控制，形成單極點轉移函數特性，不僅大幅簡化控制迴路補償設計，並提供快速的負載瞬態響應能力，以及內建的線路電壓前饋（Line Feed-Forward）功能。
快速橋臂採用650V SiC MOSFET（型號NTH4L032N065M3S）作為150kHz高頻開關元件。SiC元件具備低閘極電荷（Qg）與低輸出電容（Coss）特性，可將開關損耗降至傳統矽基元件的三分之一，成為支援高頻運行的重要基礎。慢速橋臂則採用超接面MOSFET（型號FCH023N065S3L4），僅需於50Hz或60Hz工頻下進行換向，開關損耗幾乎可以忽略，並利用超結MOSFET的低導通電阻（Rdson）特性，有效降低導通損耗，同時兼顧成本效益。
在系統整合方面，NCP1681與NCP4390透過PFCOK光耦合訊號建立四階段啟動時序，實現從母線穩壓到隔離輸出的完整啟動控制機制。搭配NCP4390整合的OCP雙重過電流保護、OSP輸出短路保護及NON-ZVS非零電壓切換（Non-Zero Voltage Switching）預防等多項工業級保護機制，可確保系統在全負載及寬溫度範圍內維持穩定運作。
大聯大世平集團深圳應用技術處總監鄭保夏指出，針對高頻電源設計所面臨的電磁干擾／電磁相容性（EMI/EMC）挑戰，本方案涵蓋從干擾源、傳播路徑、濾波抑制到測試驗證的完整設計方法。EMI／EMC設計是一項系統性工程，必須從電路拓撲、零組件選型、PCB佈局、濾波設計、屏蔽與接地，以及測試驗證等面向進行整體考量，並透過反覆測試與最佳化，才能兼顧法規要求、產品效能、成本與可靠度。
鄭保夏也進一步分享「基於NCP1681與NCP4390的SiC圖騰柱PFC方案」的濾波設計策略。在差模雜訊方面，主要干擾存在於火線與中性線之間，因此設計時須合理設定濾波器截止頻率（遠低於150kHz）、最佳化X電容配置並避免電容值過大，同時評估LC共振峰值，必要時加入阻尼元件進行抑制；至於共模雜訊則經火線、中性線與接地之間的寄生電容耦合，因此須妥善配置共模電感與Y電容，在電磁相容性與安全漏電流之間取得最佳平衡。
在系統除錯與驗證階段，則需針對150kHz至30MHz全頻段進行LISN（Line Impedance Stabilization Network）掃描測試，重點檢查LLC／PFC開關諧波、旁帶訊號及寬頻dv/dt雜訊，並依據量測結果持續調整濾波器參數、熱迴路布局及屏蔽與接地設計，最終使產品於全頻段皆符合相關法規要求，並保留足夠的設計裕度。
從圖騰柱拓撲創新到EMI系統化設計，本次研討會為工程師提供完整的高功率密度電源設計參考。未來，大聯大世平將持續攜手安森美等合作夥伴，以高效能、高可靠度的電源解決方案，協助推動綠色運算基礎設施的永續發展。
「3kW高功率密度圖騰柱PFC＋次級穩壓LLC電源架構」研討會全程透過大聯大旗下「世平大大芯」平台直播，如要更深入了解3kW SiC圖騰柱PFC高功率密度電源架構的設計與應用，歡迎至「世平大大芯」平台回看完整研討會內容。
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關於大聯大世平集團
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