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全桥/半桥拓扑中整流桥堆的作用

文章出处：常见问题 网责任编辑：东莞市平尚电子科技有限公司 阅读量： 发表时间：2025-07-12 17:38:50

整流桥堆无线充电发射端全桥拓扑半桥拓扑服务机器人效率优化平尚科技热设计

全桥/半桥拓扑中整流桥堆的作用

在服务机器人15W-200W无线充电系统中，整流桥堆0.3V的压降差异会导致发射效率相差8%——相当于让清洁机器人每日减少40分钟续航。平尚科技开发的低VF贴片桥堆（PS-WB系列），通过全桥/半桥拓扑优化与铜柱散热技术，为无线充电发射端构建高效整流方案，同时以进口品牌45%的成本实现90%以上能量转换效率。

服务机器人无线充电

整流桥堆在无线能量链中的核心作用

无线充电发射端通过整流桥将交流电转换为直流母线电压，其性能直接影响系统三大指标：

导通损耗黑洞：传统桥堆1.2V@5 a压降产生6W热耗（占输入功率12%），需散热片增加成本￥1.8
反向恢复污染：100kHz工况下150ns反向恢复时间引发米勒效应，MOSFET损耗增加35%
空间热耦合：50×40mm PCB区域内温升＞40℃，电解电容寿命衰减60%

平尚方案采用氮化铝陶瓷基板（热导率180W/mK）与软恢复芯片：

正向压降：0.95V@5 a（较常规降低25%）
反向恢复：35ns（100kHz工况损耗降低50%）
热阻：5.8℃/W（自然对流免散热片）

平尚科技的三维价值架构

1. 拓扑自适应整流技术

拓扑类型	桥堆配置	平尚方案优势
半桥	2颗二极管	PS-WB2010 (2A/100V)
全桥	4颗集成桥堆	PS-WB4015 (4A/150V)

全桥模式效率提升模型：
η=1-[2·VF·I_in + 4·E_rec·f]/P_in（平尚E_rec=10μJ）
实测50W系统全桥拓扑效率达92.3%（竞品89.5%）

2. 成本优化技术路径

成本项	平尚方案	进口方案	降本幅度
晶圆工艺	6英寸软恢复芯片	8英寸超快恢复芯片	-50%
电极结构	激光蚀刻铜柱阵列	银浆印刷电极	-65%
封装	环氧模压+可焊侧翼	陶瓷密封	-70%
（SMD-4封装千颗价￥0.6 vs 进口￥1.5）

3. 高频热管理强化

铜柱截面积4.2mm²（载流密度提升80%）
基板热膨胀系数匹配至6.5ppm/℃
通过IEC 61000-4-5浪涌测试（1kV）

桥椎选型

选型黄金四法则

法则1：功率-拓扑匹配表

机器人功率	推荐拓扑	桥堆型号	免散热片条件
15-30W	半桥	PS-WB2010	环境≤45℃
30-100W	全桥	PS-WB4015	环境≤85℃
100-200W	双全桥并联	PS-WB4025×2	加4cm²铜箔散热

法则2：三阶PCB热设计

星型铜箔：桥堆底部敷设≥6cm²/2oz放射状铜箔（温降12℃）
垂直风道：长边平行风扇气流（风速2m/s时温降18℃）
热监控：在铜柱根部布PT1000（精度±0.5℃）

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法则3：经济性验证模型

% 综合收益 = (能效收益 + 器件差价)  % 平尚方案：效率92.3%，千颗￥600；竞品：效率89.5%，千颗￥1500  % 50W系统年运行300天×4小时，电价1元/度：  % 年节电 = 50×(0.923-0.895)×4×300/1000 = ￥16.8  % 千套器件差价 = (1500-600) = ￥900  % 投资回收期 = 900/(16.8×1000/1000) ≈ 53.6天

法则4：高频防护布局