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全橋/半橋拓撲中整流橋堆的作用

文章出處：常見問題 網責任編輯：東莞市平尚電子科技有限公司 閱讀量： 發表時間：2025-07-12 17:38:50

整流橋堆無線充電發射端全橋拓撲半橋拓撲服務機器人效率優化平尚科技熱設計

全橋/半橋拓撲中整流橋堆的作用

在服務機器人15W-200W無線充電系統中，整流橋堆0.3V的壓降差異會導致發射效率相差8%——相當于讓清潔機器人每日減少40分鐘續航。平尚科技開發的低VF貼片橋堆（PS-WB系列），通過全橋/半橋拓撲優化與銅柱散熱技術，為無線充電發射端構建高效整流方案，同時以進口品牌45%的成本實現90%以上能量轉換效率。

服務機器人無線充電

整流橋堆在無線能量鏈中的核心作用

無線充電發射端通過整流橋將交流電轉換為直流母線電壓，其性能直接影響系統三大指標：

導通損耗黑洞：傳統橋堆1.2V@5 a壓降產生6W熱耗（占輸入功率12%），需散熱片增加成本￥1.8
反向恢復污染：100kHz工況下150ns反向恢復時間引發米勒效應，MOSFET損耗增加35%
空間熱耦合：50×40mm PCB區域內溫升＞40℃，電解電容壽命衰減60%

平尚方案采用氮化鋁陶瓷基板（熱導率180W/mK）與軟恢復芯片：

正向壓降：0.95V@5 a（較常規降低25%）
反向恢復：35ns（100kHz工況損耗降低50%）
熱阻：5.8℃/W（自然對流免散熱片）

平尚科技的三維價值架構

1. 拓撲自適應整流技術

拓撲類型	橋堆配置	平尚方案優勢
半橋	2顆二極管	PS-WB2010 (2A/100V)
全橋	4顆集成橋堆	PS-WB4015 (4A/150V)

全橋模式效率提升模型：
η=1-[2·VF·I_in + 4·E_rec·f]/P_in（平尚E_rec=10μJ）
實測50W系統全橋拓撲效率達92.3%（競品89.5%）

2. 成本優化技術路徑

成本項	平尚方案	進口方案	降本幅度
晶圓工藝	6英寸軟恢復芯片	8英寸超快恢復芯片	-50%
電極結構	激光蝕刻銅柱陣列	銀漿印刷電極	-65%
封裝	環氧模壓+可焊側翼	陶瓷密封	-70%
（SMD-4封裝千顆價￥0.6 vs 進口￥1.5）

3. 高頻熱管理強化

銅柱截面積4.2mm2（載流密度提升80%）
基板熱膨脹系數匹配至6.5ppm/℃
通過IEC 61000-4-5浪涌測試（1kV）

橋椎選型

選型黃金四法則

法則1：功率-拓撲匹配表

機器人功率	推薦拓撲	橋堆型號	免散熱片條件
15-30W	半橋	PS-WB2010	環境≤45℃
30-100W	全橋	PS-WB4015	環境≤85℃
100-200W	雙全橋并聯	PS-WB4025×2	加4cm2銅箔散熱

法則2：三階PCB熱設計

星型銅箔：橋堆底部敷設≥6cm2/2oz放射狀銅箔（溫降12℃）
垂直風道：長邊平行風扇氣流（風速2m/s時溫降18℃）
熱監控：在銅柱根部布PT1000（精度±0.5℃）

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法則3：經濟性驗證模型

% 綜合收益 = (能效收益 + 器件差價)  % 平尚方案：效率92.3%，千顆￥600；競品：效率89.5%，千顆￥1500  % 50W系統年運行300天×4小時，電價1元/度：  % 年節電 = 50×(0.923-0.895)×4×300/1000 = ￥16.8  % 千套器件差價 = (1500-600) = ￥900  % 投資回收期 = 900/(16.8×1000/1000) ≈ 53.6天

法則4：高頻防護布局