優(yōu)化電路設計新選擇，兩家國產(chǎn)芯片企業(yè)攻克圖騰柱電路！
前言
在電信、服務(wù)器和數據中心的電源系統，甚至小功率的適配器電源中，高效率和小尺寸始終是開(kāi)關(guān)電源設計的最重要考慮因素。為實(shí)現功率效率和尺寸改進(jìn)的目標，特別是隨著(zhù)第三代半導體器件氮化鎵和碳化硅的大范圍應用，電源開(kāi)關(guān)的設計需要采用更適合的拓撲和新的控制方案。
傳統的有橋 PFC 拓撲通常依賴(lài)于橋式整流器，這種設計在高功率密度應用中存在固有的效率限制。而且橋式整流器中的二極管在導通時(shí)也會(huì )產(chǎn)生較大的導通損耗，不僅限制了整體效率，還可能導致系統過(guò)熱。
與此相對，圖騰柱無(wú)橋PFC（TPPFC）技術(shù)通過(guò)去除橋式整流器中的二極管，從根本上解決了這一效率瓶頸。這種無(wú)橋設計不僅減少了功率損耗，還簡(jiǎn)化了系統結構，提高了功率密度。通過(guò)數字控制技術(shù)的引入，TPPFC能夠實(shí)現更精確的電流檢測和控制，優(yōu)化系統在不同負載條件下的性能。與傳統PFC相比，TPPFC在輕載和過(guò)載情況下的瞬態(tài)響應更為出色，適用于極致緊湊小巧的電源應用。
圖騰柱電路
充電頭網(wǎng)統計了參與2024（春季）亞洲充電展的兩家企業(yè)所推出的圖騰PFC控制器。并將這些信息匯總整理，形成了下表，詳細展示了各家企業(yè)的主打產(chǎn)品及其封裝特點(diǎn)。
排名不分先后，按企業(yè)英文首字母順序排列。
FANTASTICHIP梵塔
圖騰PFC控制器 FAN6616FAN6618
FAN6616FAN6618是一款集成了多種功能的圖騰柱PFC控制器，它采用基于峰值電流控制的CCM/CRM/DCM多模式工作機制，能夠靈活地在工頻周期內配置單模式或多模式工作，以實(shí)現最高效率。所謂多模式是指該芯片可以一個(gè)交流工頻周期內實(shí)現CCM/CRM/DCM的自由切換; 而單模式工作是指在一個(gè)工頻周期內，只能選擇CCM,CRM或DCM一種工作模式。
此外，該芯片具備自適應DCM谷底切換工作能力，支持超過(guò)300kHz的高頻操作，并通過(guò)過(guò)零點(diǎn)軟起控制技術(shù)，實(shí)現平滑的交流電流過(guò)零點(diǎn)，減少開(kāi)關(guān)損耗。此外，FAN6616FAN6618還支持UART在線(xiàn)通訊，具有功率計功能，內置BOOST Follower功能，允許輸出電壓跟隨輸入電壓，同時(shí)具備抗浪涌設計，增強了電源系統的穩定性和可靠性。
FAN6616FAN6618還提供了智能PF補償，滿(mǎn)足80 PLUS鈦金認證級別的要求，確保在額定電壓下10%至100%的全功率范圍內總諧波失真小于10%。芯片內置的頻率抖動(dòng)功能有助于優(yōu)化EMI特性，減少電磁干擾。此外，FAN6616FAN6618還具備可編程的CBC反向電流保護，防止電流倒灌，以及可配置的X-cap放電功能，確保電源安全。集成的MTP和GUI允許用戶(hù)方便地配置各種參數，如工作模式、模式選擇閾值、過(guò)零死區等。為了進(jìn)一步提高系統的安全性，
FAN6616還提供了全面的保護功能，包括輸入過(guò)壓保護、輸入欠壓保護、輸出過(guò)壓保護、輸出欠壓保護、CS短路保護和過(guò)溫保護等，確保電源系統在各種條件下都能穩定運行。
FAN6616跟FAN6618的區別在于FAN6616采用Shunt電流采樣，而FAN6618采用霍爾電流采樣，相對來(lái)說(shuō)Shunt采樣成本較低，設計簡(jiǎn)單，在低至中等電流范圍內可以提供高精確的電流測量。而霍爾電流可以提供快速的電流響應，由于不需要與被測電流直接接觸，具有很寬的測量范圍，適用于高壓或高電流環(huán)境。
FAN6616跟FAN6618都采用QFN4x4封裝。
Hynetek慧能泰
慧能泰HP1010
為了實(shí)現圖騰柱無(wú)橋 PFC 的高效要求并克服它帶來(lái)的各種挑戰，慧能泰推出了業(yè)界首款圖騰柱無(wú)橋 PFC 專(zhuān)用數字控制器 HP1010，其數字架構基于高速數字狀態(tài)機架構，并集成了高性能模擬前端以及高速比較器，確保了圖騰柱無(wú)橋 PFC 的高性能實(shí)時(shí)控制。HP1010 提供的逐周期限流保護 (CBC) 可有效避免因電源電壓異常波動(dòng)過(guò)程中引起的過(guò)電流問(wèn)題，浪涌電壓保護功能可以使在浪涌過(guò)電壓尤其是正半周反向雷擊、負半周正向雷擊時(shí)快速關(guān)斷慢速同步整流管，有效增強圖騰柱無(wú)橋 PFC 的穩定性和可靠性。此外，HP1010 還集成了豐富的可編程保護功能，包括：輸入電壓過(guò)壓/欠壓保護、輸出電壓過(guò)壓/欠壓保護、輸出反饋電壓開(kāi)路保護等，保護功能參數與使能均可獨立配置。
HP1010 具備智能切換模式（CCM、DCM和Burst Mode），以適應不同負載條件下的需求，并實(shí)現良好的輕載效率。HP1010 支持開(kāi)關(guān)頻率延展功能，可以有效提升圖騰柱無(wú)橋 PFC 電源系統的電磁干擾（EMI）性能。僅需通過(guò)圖形用戶(hù)界面（GUI）軟件即可對芯片功能進(jìn)行設定以滿(mǎn)足新方案的需求，加速產(chǎn)品設計和上市時(shí)間。
作為業(yè)界首顆圖騰柱無(wú)橋 PFC 數?；旌蠈?zhuān)用控制器，靈活的設計特點(diǎn)，使其可廣泛應用云計算/服務(wù)器電源、高性能計算機、5G/電信電源、工業(yè)電源、超高密度 (UHD) 電源等電源系統。
充電頭網(wǎng)總結
在電源系統設計領(lǐng)域，圖騰柱無(wú)橋PFC技術(shù)通過(guò)消除傳統橋式整流器的二極管，有效提高了系統的效率和功率密度，同時(shí)簡(jiǎn)化了系統結構。慧能泰的HP1010和梵塔的FAN6616和FAN6618通過(guò)智能控制和多項保護機制，使電源系統在效率、可靠性和EMI性能方面有所保障。
未來(lái)，隨著(zhù)第三代半導體器件的進(jìn)一步普及，我們可以期待圖騰柱無(wú)橋PFC技術(shù)在更廣泛的應用中發(fā)揮更大作用，包括云計算、5G通信、工業(yè)電源等領(lǐng)域。這些創(chuàng )新產(chǎn)品不僅推動(dòng)了電源技術(shù)的發(fā)展，也為整個(gè)電子行業(yè)帶來(lái)了更加高效、可靠和環(huán)保的解決方案。
