《電子技術(shù)應(yīng)用》
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德州儀器助力比特幣礦機(jī)電源

2018-05-03
關(guān)鍵詞: 德州 比特幣 虛擬貨幣

  隨著虛擬貨幣的崛起,,針對虛擬貨幣算法優(yōu)化定制的電腦主機(jī)設(shè)備“礦機(jī)”掀起一陣熱潮,,2017下半年以來,,比特幣價格飛漲,也推高了礦機(jī)的行情,。礦機(jī)生意的火爆也成就了礦機(jī)電源,特別是對1kW~3kW高效率電源的需求,。

  交錯PFC+移相全橋架構(gòu)已經(jīng)被廣泛的用在大功率電源的場合,,非常成熟可靠,TI提供全套解決方案,。PFC方案采用UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070>,,它是一個二相交錯的CCM PFC控制器,,能實現(xiàn)很高的PF值和效率,業(yè)界很多大功率的模擬PFC方案都采用這個器件,。PFC后級高壓DCDC采用 UCC28950 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28950>,,它是具有同步整流的移相全橋控制芯片,特別適合高壓,,高效率以及低EMI的應(yīng)用,。一次側(cè)驅(qū)動采用UCC27714 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC27714/>, 它是600V4A 高側(cè)/低側(cè)柵極驅(qū)動器;同步整流驅(qū)動采用UCC21520 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC21520>, 它是5.7 kVrms 雙通道隔離式柵極驅(qū)動器,。

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  圖1:TI大功率電源解決方案

  UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070> PFC控制器工作在CCM 模式,,采用獨特的 180°交錯技術(shù),可以最大限度的提高PFC的效率,,降低損耗,,使功率器件的發(fā)熱更加分散,散熱設(shè)計也變得簡單,,與單端PFC相比,,它極大的降低母線大電解電容的電流紋波,從而減小母線電容的體積,。

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  圖2:PFC輸出電容紋波電流(交錯PFC與單端PFC比較)

  UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070>的可選編程頻率抖動模式使設(shè)計人員能在一定范圍內(nèi)擴(kuò)展開關(guān)頻率,,從而最小化電磁干擾 (EMI) 的生成。這一抖動特性有助于縮小電容器尺寸,,使設(shè)計人員使用體積更小,、價格更低的 EMI 濾波器。

  PR779 <http://www.ti.com.cn/tool/cn/pr779>是一款 1.2kW 通用輸入(85 至 270VRMS)交錯 PFC 轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計,,它具有 390 VDC 輸出,。在 115 Vac、20% 至 100% 負(fù)載的情況下,,它的效率可達(dá)到 95% 以上,。對于同一負(fù)載組,如果輸入電壓是 230 Vac,,則效率可達(dá)到 97% 以上,。對于相同的負(fù)載范圍,無論是 115 VAC 還是 230 VAC 輸入,,功率因數(shù)都大于 0.98,。此設(shè)計符合當(dāng)前 EN61000-3-2 要求。該設(shè)計包含兩塊電路板,。主板 PR779 <http://www.ti.com.cn/tool/cn/PR779>(包含動力系統(tǒng)組件)和子板 PR780,。子板包含驅(qū)動動力系統(tǒng)所需的所有控制電路。該控制基于 UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070> 連續(xù)電流模式交錯 PFC 控制器。

  隨著比特幣全網(wǎng)挖礦難度提高,,業(yè)界對礦機(jī)電源的可靠性及效率提出了更高的要求,,長期工作穩(wěn)定直接關(guān)系到挖礦收益,轉(zhuǎn)換效率關(guān)系到挖礦成本,。相對于傳統(tǒng)PFC全橋整流而言,,無橋PFC節(jié)省了由二極管整流橋?qū)е碌膿p耗,進(jìn)一步提高電源轉(zhuǎn)換效率,,SLUA517 <http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/slua517/slua517.pdf>應(yīng)用手冊 給出了使用UCC28070實現(xiàn)無橋PFC方案,。對于2KW的礦機(jī)電源,無橋方案可以減少整流橋損耗20W,,以0.3元每度電費計算,,每臺礦機(jī)挖礦周期2年為例,可節(jié)省電費105元,。

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  圖3:UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070>無橋PFC方案

  UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070>提供了多種獨特的系統(tǒng)控制與保護(hù)特性,,以提高整體系統(tǒng)可靠性。輸出過壓保護(hù)方案配合開環(huán)檢測特性,,可避免系統(tǒng)出現(xiàn)常見的電路板故障,。每相位電流都得到了準(zhǔn)確的平衡,借助獨立的電流感測功能,,可避免組件在雙相工作模式下過熱,。此外,UCC28070 <http://www.ti.com.cn/product/cn/UCC28070>還提供了欠壓鎖定,、逐周期峰值限流以及系統(tǒng)過溫保護(hù)特性,。

  更多內(nèi)容請訪問TI應(yīng)用與設(shè)計-工業(yè)AC-DC解決方案 <http://www.ti.com.cn/solution/cn/industrial_acdc_480w>

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