珠海2026年3月12日 /美通社/ -- 双向电源控制技术广泛应用于户用储能、便携式储能和电动汽车等应用，在能源使用效率备受关注的今天，双向电源必须满足更高的效率和可靠性标准，高转换效率已成为数字电源市场竞争的关键，这不仅顺应全球节能减排的趋势，也对促进电子设备小型化、集成化起到关键作用。
近年来第三代半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在数字电源中的应用逐渐崭露头角，推动电源向小型化、高效化方向迈进，但与传统硅基半导体材料相比，其成本依然较高，这在一定程度上制约了其在大规模应用中的普及速度。
AC/DC数字电源电路的拓扑结构通常由前级功率因数校正（PFC）和后级隔离型直流/直流（DC/DC）变换器组成，通常需分别由两颗实时微控制器进行控制，存在以下问题：
- 芯片间的通信和数据交换实时性不足；
- 系统设计相对复杂，一定程度上增加选型、采购、升级、维护成本。
针对电源行业对高效率、低成本以及双向工作能力的迫切需求，极海推出了全数字双向电源参考方案。该方案采用单颗G32R501实时控制双核MCU，基于两相交错的图腾柱PFC和LLC谐振变换器，结合传统硅MOSFET，实现两级变换器双向软开关工作，为实现高效率、低成本的双向数字电源解决方案提供了选择。
极海G32R501全数字双向数字电源参考方案介绍
极海G32R501全数字双向电源参考方案，具备高效率、高可靠、高转换率、低噪声和高性价比等特点，同时配备全面的输入/输出保护和软启动功能，适用于通信电源、服务器电源、便携储能电源等多种场景。
该电源由两级功率拓扑单元组成，前级为两相交错图腾柱功率因数校正（PFC）电路，采用600V传统的硅功率MOSFET；后级LLC谐振变换器采用原边全桥结构，并通过两个变压器分摊损耗，副边由两组全波同步整流电路并联构成。
G32R501全数字双向电源参考方案实现框图
G32R501全数字双向电源参考方案部分参数
G32R501全数字双向电源参考方案优势：
- 单芯片高算力控制： G32R501主频高达250MHz，可在单核内实现两级变换器控制环路；
- 集成模块化设计：G32R501内置PWM、COMP和CAP等，通过高速霍尔芯片采集电感电流，无需外部过零检测，支持峰值电流灵活控制两相交错图腾柱PFC（临界模式），实现PFC全工作范围的软开关，有效避免MOSFET反并联二极管的反向恢复损耗；
- 高效能量转换：AC-DC和DC-DC两级变换器，支持软开关和双向控制，整流/逆变模式峰值效率＞96.5％，额定工作效率＞96％，各工况效率完全符合80Plus钛金标准；
- 灵活输入输出：高效转换单相交流输入电压至直流输出电压，支持适宜电压范围内对电池系统恒功率充放电；
- 闭环交错并联技术：实现两相变频脉冲180°交错控制，降低电流纹波和谐波，提升轻载效率；
- 快速保护与散热：电源具有快速响应保护功能，配合可调速风扇散热；
- 实时监控与调整：支持与上位机连接，可通过上位机实现运行监控、参数调整和程序升级。
G32R501全数字双向电源参考方案测试数据
G32R501实时控制MCU介绍：
- 高效运算处理性能：增强型存储空间RAM可灵活配置为零等待访问周期ITCM和DTCM，通过Cortex-M52内核的ACI功能，可将自定义指令直接纳入内核处理，大幅提高运算能力，为电源应用中常用滤波器、补偿器、锁相环等算法提供运算加速；
- 精准控制外设：内置16个PWM通道，均支持典型值150ps的HRPWM输出，满足电源应用占空比、开关频率、移相或死区的高分辨率控制要求；
- 丰富模拟外设：7个比较器，均内置2个12-bit DAC，支持消隐和滤波功能，可实现数字电源的峰值电流控制、过零检测及跳闸监控保护；
- 4个可编程逻辑单元FLB，可为电源驱动提供灵活的组合逻辑或时序控制；
- 3个3.45 MSPS 12-bitADC，支持31个外部通道，可为电源提供同步采集和短延时采集需求;
- 工作温度覆盖-40℃~125℃，对电磁环境有更高容忍度，可适应复杂工况环境。
G32R501实时控制MCU关键特点：
面向数字电源应用市场，极海凭借性能卓越的G32R501实时控制MCU产品线、具备丰富成熟经验的方案设计团队以及快速响应的技术支持，可满足工业控制和消费电子应用的数字电源需求，目前已与多家终端厂家开展了深度合作。极海将基于市场实际需求，持续在产品线布局、功能、性能上持续突破创新，助力数字电源产业向更高效率、更高功率密度、低成本发展，推动整个能源体系向绿色、可持续的发展方向转型。
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关于极海
珠海极海半导体有限公司，隶属于纳思达集团(002180)，是一家专注于工业级/车规级微控制器、高性能模拟与混合信号IC及系统级芯片研发与设计的集成电路设计型企业。极海团队具备20年集成电路设计与嵌入式系统开发经验，主要为工业、汽车电子、能源以及消费电子等行业提供多平台及场景的可靠芯片产品及解决方案，满足客户在高度集成、精准控制、安全识别及效能提升等创新应用中的多元需求。
