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方案

【經(jīng)典】單周期控制的千瓦級PFC芯片

 為滿足諧波電流限制法規(guī)要求(如EN61000-3-2、GB17625.1-2022),主動功率因數(shù)校正(APFC)被大功率開關(guān)電源廣泛采用。 

本期,芯朋微技術(shù)團隊為各位粉絲分享基于單周期控制的千瓦級PFC產(chǎn)品PN8286W,該產(chǎn)品方案具有供電電壓范圍寬、外圍精簡、工作頻率外部可調(diào)、動態(tài)性能卓越、保護功能齊全等亮點,嚴(yán)格滿足工業(yè)級ESDA/JEDEC可靠性要求,并可完美兼容替代進口芯片ICE2PCSxx。

對于通信電源、網(wǎng)關(guān)電源、模塊電源等工業(yè)應(yīng)用客戶,PN8286W是覆蓋140-1500W的歸一化+國產(chǎn)化最好的PFC模擬方案。


芯片介紹




※ 寬供電范圍:VDD耐壓高于競品10V以上,更高可靠性

※ 支持連續(xù)工作模式:基于單周期控制,外圍精簡,適合140W-1500W功率應(yīng)用

※ 應(yīng)用靈活:A1版本開關(guān)頻率外部可調(diào),B1版本內(nèi)置輸入欠壓保護,可根據(jù)應(yīng)用需求靈活選擇

※ 動態(tài)性能卓越:內(nèi)置增強動態(tài)調(diào)節(jié)模塊,降低功率器件開關(guān)機瞬態(tài)電壓電流應(yīng)力,改善負(fù)載跳變時的輸出電壓動態(tài)響應(yīng)速度

※ 保護功能齊全:兩級過流保護、輸入欠壓保護、輸出欠過壓保護、VDD欠壓保護、過溫保護等














芯片亮點


No.1 支持連續(xù)工作模式


PN8286W控制簡化電路和工作波形如下:



Boost變換器工作在電流連續(xù)模式,輸入電壓vrec和輸出電壓Vo表達式如下:

基于單周期控制技術(shù),輸入電流irec表達式如下:


輸入電壓vrec與輸入電流irec比值如下:

如果在半個工頻周期內(nèi),電壓外環(huán)誤差輸出電壓vcomp為常數(shù),則Boost變換器可等價為線性電阻Req,輸入電流與輸入電壓同形同相,實現(xiàn)功率因數(shù)校正。


No.2 動態(tài)性能卓越


該系列芯片內(nèi)置增強動態(tài)控制模塊,在輸出電壓過沖或下跌時,控制電路跳過輸出電壓慢環(huán),快速調(diào)節(jié)導(dǎo)通占空比,改善動態(tài)性能。


90Vac, 10%~90%負(fù)載變化

動態(tài)響應(yīng)波形如下:

CH1:VFB;CH2:Irec;

CH3:Vcomp;CH4:Vo

90Vac/空載

開機啟動工作波形如下:

CH1:VFB;CH2:Irec

CH3:Vcomp;CH4:Vo


No.3 應(yīng)用靈活


PN8286WSE-A1通過外部電阻RFSET設(shè)置開關(guān)頻率,關(guān)系如下:



PN8286WSE-B1具有輸入電壓欠壓保護功能,當(dāng)BO腳偵測電壓高于VBNI,GATE輸出PWM控制信號;當(dāng)BO腳偵測電壓低于VBNO,GATE關(guān)閉PWM控制信號,實現(xiàn)輸入電壓欠壓保護。



No.4 兩級過流保護


該系列芯片內(nèi)置兩級過流保護功能,當(dāng)VCS電壓高于VCS_OCP1,PN8286W自動降低導(dǎo)通占空比,從而限制最大輸出功率;當(dāng)VCS電壓高于VCS_OCP2,PN8286W逐周期限制電感電流,從而防止異常工況下功率器件損壞。



應(yīng)用要點


輸出電壓采樣R9和C6應(yīng)放置在距離FB引腳近的地方以提高輸出電壓采樣準(zhǔn)確性,C6建議取值至少10nF以增強FB引腳的抗干擾能力;

② 電流環(huán)補償:C3建議取值15-22nF,提高電流環(huán)穩(wěn)定性; 

③市電欠壓保護PN8286WSE-B1典型應(yīng)用中,R2、C7應(yīng)放置在距離BO腳近的地方以提高輸入電壓采樣準(zhǔn)確性。



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