隨著全球?qū)δ茉葱屎碗娔苜|(zhì)量要求的不斷提升,功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)在現(xiàn)代電源管理系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。尤其在消費電子、電動工具以及工業(yè)電源等領(lǐng)域,PFC技術(shù)成為提升系統(tǒng)效率、減少諧波干擾的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的PFC控制方法往往需要復雜的電路設計和額外的硬件支持,而現(xiàn)代PFC控制芯片通過集成化設計,顯著簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提升了系統(tǒng)性能。
在即將到來的2025年(春季)亞洲充電展上,多家企業(yè)將展示其最新的PFC控制芯片。這些企業(yè)包括上海晶豐明源半導體股份有限公司、深圳市芯茂微電子有限公司、芯朋微電子、梵塔半導體技術(shù)(杭州)有限公司、深圳慧能泰半導體科技有限公司、通嘉科技(深圳)有限公司、美芯晟科技(北京)股份有限公司、茂睿芯(深圳)科技有限公司以及Power Integrations等。這些企業(yè)的產(chǎn)品不僅支持臨界導通模式(CrM)和連續(xù)導通模式(CCM),還通過先進的電流檢測與控制算法,實現(xiàn)了高功率因數(shù),同時降低了開關(guān)損耗和電磁干擾(EMI)問題。
上海晶豐明源半導體股份有限公司的BP2628是一款支持臨界連續(xù)模式或斷續(xù)模式的PFC控制芯片,具有二極管零電流關(guān)斷功能,有助于提高轉(zhuǎn)換效率并降低電磁干擾。該芯片支持最高540KHz的開關(guān)頻率,適用于高頻率小體積的升壓PFC電路。BP2628還內(nèi)置了完善的保護功能,確保系統(tǒng)可靠運行。
同樣,深圳慧能泰半導體科技有限公司的HP1010是一款圖騰柱無橋PFC專用數(shù)字控制器,基于高速數(shù)字狀態(tài)機架構(gòu),集成了高性能模擬前端和高速比較器,確保了圖騰柱無橋PFC的高性能實時控制。HP1010支持智能切換模式,以適應不同負載條件下的需求,并通過圖形用戶界面(GUI)軟件方便地進行芯片功能設定,加速產(chǎn)品設計和上市時間。
梵塔半導體技術(shù)(杭州)有限公司的FAN6616是一款集成了多種功能的圖騰柱PFC控制器,采用基于峰值電流控制的CCM/CRM/DCM多模式工作機制,支持超過300kHz的高頻操作。該芯片還提供了智能PF補償,滿足80 PLUS鈦金認證級別的要求,內(nèi)置的頻率抖動功能有助于優(yōu)化EMI特性。FAN6616還支持UART在線通訊,具有功率計功能,適用于高性能電源系統(tǒng)。
美芯晟科技(北京)股份有限公司的MT9570是一款高功率因數(shù)、低總諧波失真(THD)的PFC控制器,支持調(diào)光應用,并具備優(yōu)異的動態(tài)性能。MT9570內(nèi)置了THD補償功能,輕載時具有優(yōu)異的PF和THD,同時采用增強型EA,負載突變對輸出電壓影響小。該芯片還集成了EN待機功能,實現(xiàn)超低待機功耗,廣泛應用于USB-PD充電器、AC-DC適配器等領(lǐng)域。
Power Integrations的HiperPFS-5是一款內(nèi)置750V PowiGaN功率開關(guān)的PFC控制器,具有優(yōu)異的PFC性能和高效率。該芯片采用準諧振(QR)非連續(xù)導通模式(DCM)控制技術(shù),在不同負載和輸入電壓條件下對開關(guān)頻率進行調(diào)整,降低了開關(guān)損耗并減小了升壓電感尺寸。HiperPFS-5還集成了X電容放電功能、自供電、無損電流檢測等功能,外圍電路精簡,適用于設計精致小巧的超快速充電器。
隨著USB PD3.1標準的推出,充電器的輸出功率得到了顯著提升,對PFC技術(shù)的要求也更為嚴格。PFC的加入不僅減小了初級電容充電對電網(wǎng)的影響,還通過升壓輸出減小了初級電容的容量,從而減小了大功率充電器中電容所占的體積。同時,第三代半導體材料的普及使得PFC電路可以使用氮化鎵開關(guān)管配合碳化硅二極管,提高了工作頻率,減小了PFC升壓電感體積,提升了功率密度。
目前,百瓦級別的充電器幾乎已標配PFC電路。通過實際拆解發(fā)現(xiàn),采用第三代半導體并以高頻運行的PFC電感明顯小于傳統(tǒng)硅器件方案,這不僅提高了充電器的效率,還降低了散熱需求,減小了充電器的體積。未來,隨著技術(shù)的不斷進步,PFC技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為高效、穩(wěn)定的電源解決方案提供有力支持。