2022年3月22日，業(yè)內(nèi)知名電源芯片品牌Power Integrations召開線上媒體見面會，正式發(fā)布了高效準(zhǔn)諧振PFC控制器HiperPFS-5以及LLC芯片組合HiperLCS-2，以滿足市場不斷增長的大功率快充電源應(yīng)用需求。
基于PI全新的PFC+LLC架構(gòu)，電源產(chǎn)品可實現(xiàn)高達270W的輸出功率。這足以應(yīng)對當(dāng)下USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)中最高240W的輸出應(yīng)用，并且該套方案在保證高效率的同時，還能實現(xiàn)精簡的外圍電路設(shè)計，為大功率USB PD快充充電器以及其他大功率電源產(chǎn)品應(yīng)用提供了高性能解決方案。 充電頭網(wǎng)了解到，PI針對大功率電源應(yīng)用推出這套PFC+LLC電源方案總共由三顆芯片組成，其中PFC控制器HiperPFS-5，采用內(nèi)置PowiGaN氮化鎵功率器件設(shè)計；HiperLCS-2芯片組則包含了一顆隔離控制芯片和一顆獨立半橋功率芯片。 值得一提的是，該方案的PFC功率因數(shù)校正電路和LLC電路的效率均可達到98%以上，組合設(shè)計成大功率電源，不僅芯片外圍器件大幅減少，而且據(jù)PI官方測試數(shù)據(jù)顯示，225W的電源滿載輸出時，整機效率可達到95%以上，并擁有極低的空載功耗。 根據(jù)PI高級培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan介紹，PI這款全新的PFC控制器HiperPFS-5與市面上常見的PFC控制器有別，其內(nèi)置了750V PowiGaN功率開關(guān)，在90-308Vac輸入時均有優(yōu)異的PFC性能，230Vac滿載時擁有98.3%的效率。 HiperPFS-5采用準(zhǔn)諧振（QR）非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）控制技術(shù)，在不同輸出負載、輸入電壓和工頻周期內(nèi)對開關(guān)頻率進行調(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，升壓電感尺寸減小一半。 芯片控制引擎還具有功率因數(shù)增強功能（PFE），即在高壓輸入輕載情況下，控制引擎會對輸入電流的波形進行微調(diào)，以補償輸入端EMI濾波電容及電路母線兩端的去耦電容對功率因數(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)也會高于0.96。 此外，該芯片還集成了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。 PI高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Edward Ong表示：“在OEM原廠和非原廠供應(yīng)商競相為移動設(shè)備推出最快、最小、最通用的USB PD充電器的背景之下，HiperPFS-5 IC可以為工程師提供關(guān)鍵優(yōu)勢。我們做到了將PI特有的PowiGaN開關(guān)與準(zhǔn)諧振、變頻非連續(xù)導(dǎo)通模式升壓PFC拓撲結(jié)構(gòu)相結(jié)合。而如果將HiperPFS-5 IC與我們新推出的HiperLCS2芯片組或InnoSwitch4-CZ有源鉗位反激IC搭配使用，設(shè)計工程師可以輕松超越最嚴(yán)格的效率標(biāo)準(zhǔn)，同時將物料清單縮減一半，設(shè)計出精致小巧的超快速充電器。” HiperLCS-2芯片組由一顆集成高帶寬的LLC控制器、同步整流驅(qū)動器、FluxLink隔離控制電路的芯片，和一顆集成600V FREDFET、上管和下管的驅(qū)動器、無損耗的電流檢測的獨立半橋功率芯片組成。 這兩顆芯片均采用PI經(jīng)典的InSOP-24超薄封裝，相較于傳統(tǒng)的分立方案，HiperLCS-2芯片組簡化了LLC電路設(shè)計，外圍元件數(shù)量減少40%；同時也獲得了高達98.1%的滿載效率，并擁有小于50mW的空載功耗以及全面的保護功能。 得益于這種高集成、高效率架構(gòu)，在設(shè)計大功率電源時可以無需使用散熱片，同時也能滿足PC電源80 PLUS鈦金標(biāo)準(zhǔn)要求。 HiperPFS-5加上HiperLCS-2芯片組的電源方案適用于電視機、帶USB PD接口的顯示器、電動車、電動工具、打印機、投影儀、電源適配器、PC主機電源、游戲機，以及240W功耗的家電應(yīng)用。通過右側(cè)的220W電源PCB板圖片可見，除了PI的三顆芯片外，PCB板上的器件數(shù)量極為精簡，這降低了大功率電源設(shè)計難度，并可加速新產(chǎn)品的量產(chǎn)上市。 充電頭網(wǎng)總結(jié) 在快充電源領(lǐng)域，大功率快充已經(jīng)成為了市場的未來發(fā)展趨勢，尤其是掌握著主流快充標(biāo)準(zhǔn)的USB-IF協(xié)會發(fā)布了USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)最大240W的充電功率。 為了應(yīng)對大功率電源的應(yīng)用需求，PI推出了這套高性能的PFC+LLC電源方案，其中PFC功率因數(shù)校正部分采用了一顆芯片HiperPFS-5，內(nèi)部集成PowiGaN功率器件，相較于傳統(tǒng)分立器件方案集成度更高，外圍器件更少，且可讓升壓電感尺寸縮小一半以上。LLC諧振和同步整流部分采用了HiperLCS-2芯片組，將控制器集成到一顆芯片中，功率半橋集成在另外一顆芯片中，與傳統(tǒng)方案相比減少了40%的元件數(shù)量。 值得一提的是，HiperPFS-5和HiperLCS-2芯片組擁有極高的轉(zhuǎn)換效率，二者搭配使用，綜合滿載效率可達到95% 以上。外圍精簡和高效率都將有助于實現(xiàn)大功率、小尺寸電源設(shè)計，為未來大功率快充電源開發(fā)提供了全新的方案選擇。 據(jù)悉，HiperPFS-5 + HiperLCS-2芯片組將于今年第三季度全面量產(chǎn)，目前可以聯(lián)系PI代表處申請樣品。
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