前言
大功率充電器中，為了寬電壓輸入，都會(huì)采用較大容量的初級(jí)濾波電容，但使用大容量的濾波電容有兩個(gè)非常明顯的痛點(diǎn)。第一,充電器作為電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會(huì)造成交換功率的損失。第二是大容量的電容，在交流電通過整流橋?yàn)殡娙莩潆姇r(shí)，呈現(xiàn)容性負(fù)載，產(chǎn)生很大的沖擊電流，由此產(chǎn)生的各次諧波對(duì)電網(wǎng)造成污染和干擾。
在大容量電解電容之前對(duì)輸入電流整形的有源功率因數(shù)校正器(APFC)可以有效解決上述兩大問題。功率因素是衡量電力被有效利用的程度的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，功率因素值越大，代表其電力利用率越高。常用改善功率因數(shù)的方案有如升壓式PFC，即將整流后的電壓升壓到380V左右，來給后級(jí)變換器供電。預(yù)升壓到380V，不僅有效提升了電力波被有效利用的程度，還避免了高諧波含量的非正弦輸入電流。
隨著USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)的推出，提升了充電器的最高輸出功率，拓展了PD充電的使用場景。而作為大功率快充中不可或缺的一環(huán)，PFC控制器的需求也隨之增長。面對(duì)不斷擴(kuò)大的PFC市場，PI順勢而為，推出了 HiperPFS5 PowiGaN 系列產(chǎn)品，滿足客戶對(duì)PFC電路的需求。
HiperPFS新品面世
PFS5178F是PI HiperPFS家族中的一款PFC控制器，采用PI專有的 InSOP-T28F 封裝，具有良好的散熱性能和高集成度，芯片內(nèi)部集成 750V 氮化鎵和控制器，可在寬負(fù)載情況下提供高功率因數(shù)和高效率。
PI 最新推出的 HiperPFS-5 系列PFC控制器IC，內(nèi)部集成 750V PowiGaN 開關(guān)，在90-308Vac輸入時(shí)均有優(yōu)異的PFC性能，230Vac滿載時(shí)擁有98.3%的效率，可在整個(gè)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)(PF)和高效率。
HiperPFS-5 系列產(chǎn)品采用準(zhǔn)諧振（QR）非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）控制技術(shù)，在不同輸出負(fù)載、輸入電壓和工頻周期內(nèi)對(duì)開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)整。QR模式的DCM控制可減低開關(guān)損耗并可使用低成本的升壓二極管；并且DCM模式相較于傳統(tǒng)的臨界導(dǎo)通模式（CRM）升壓PFC電路，升壓電感尺寸減小了一半。
HiperPFS-5 系列產(chǎn)品控制引擎還具有功率因數(shù)增強(qiáng)功能（PFE），即在高壓輸入輕載情況下，控制引擎會(huì)對(duì)輸入電流的波形進(jìn)行微調(diào)，以補(bǔ)償輸入端EMI濾波電容及電路母線兩端的去耦電容對(duì)功率因數(shù)及諧波電流造成的影響。這樣可以保證即使在輕載情況下，功率因數(shù)也會(huì)高于0.96。
此外，HiperPFS-5 系列產(chǎn)品還集成了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，僅需25顆器件即可完成PFC電路設(shè)計(jì)。對(duì)于功率高達(dá)240W的LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，PFS517xF（自偏置供電）可與 HiperLCS-2 芯片組搭配使用；對(duì)于功率高達(dá)110W的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，PFS527xF 可與 InnoSwitch4-CZ 開關(guān)IC搭配使用。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
大功率快充技術(shù)帶來的極致充電體驗(yàn)讓用戶的生活效率得以提升，但同時(shí)也對(duì)電源配件的內(nèi)部設(shè)計(jì)提出了全新的需求，包括電源體積、電路架構(gòu)、整機(jī)散熱等等。其中在電路架構(gòu)方面最明顯的變化就是，大功率快充電源中多出了PFC功率因數(shù)校正部分，這也帶動(dòng)了相應(yīng)的PFC控制器的市場需求。
PFC的加入可以減小初級(jí)電容充電對(duì)電網(wǎng)的影響，提升電力被有效利用的程度。PI 最新推出的 HiperPFS-5 系列產(chǎn)品，開創(chuàng)性的在PFC控制器中集成了 PowiGaN 氮化鎵開關(guān)管，不僅簡化了外圍電路設(shè)計(jì)，同時(shí)可與PI旗下 HiperLCS-2 或 InnoSwitch4-CZ 系列產(chǎn)品搭配使用，降低產(chǎn)品開發(fā)難度。
