讓高功率電源獲得96％效率的交錯式PFC控制器

FAN9612采用飛兆半導體的Sync-Lock技術(shù)，能夠使兩相之間精確地保持180°相位差，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期發(fā)生頻率變化時(shí)，能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。

如今很多大尺寸平板電視、高清電視，以及高端PC和入門(mén)級服務(wù)器的電源功率都超過(guò)300W，而以前具有高效率和低成本的BCM FPC轉換器的最大功率約為300W。傳統的臨界導通模式(BCM)PFC控制器采用可變的開(kāi)關(guān)頻率，將電磁輻射分散到整個(gè)開(kāi)關(guān)頻率范圍內，從而減小了EMI。MOSFET是零電流導通，不會(huì )在整流二極管上產(chǎn)生反向恢復損耗，所需的電感器較小，在檢流電阻上的損耗也更少。

傳統BCM PFC電路需要采用更高的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)減小開(kāi)關(guān)損耗。然而，這會(huì )導致電感器上產(chǎn)生高幅值的紋波電流，因而無(wú)法在更高的功率等級上使用。高峰值電流使得功率損耗顯著(zhù)增加，并且需要更大的EMI濾波器。

適用范圍：100W~1000W AC電源

飛兆半導體(FAIRCHILD Semiconductor)推出的臨界導通模式(Boundary-conduction Mode，BCM)交錯式功率因數校正(PFC)控制器FAN9612，專(zhuān)為需要PFC的100W~1000W范圍之AC電源而設計，涵蓋許多目標市場(chǎng)領(lǐng)域，包括消費電子、數字顯示裝置(LCD、PDP、醫療)、led/' target='_blank'>照明、臺式電腦、入門(mén)級服務(wù)器、電信整流器、工業(yè)電源系統和太陽(yáng)能逆變器。這些市場(chǎng)領(lǐng)域的推動(dòng)力是對于更高效率、更高可靠性、降低總體系統成本和更高水平保護功能的需求。FAN9612的典型應用電路見(jiàn)圖1。

FAN9612采用交錯方式，并在所有工作條件下都保持兩個(gè)功率級精確的180°相位差，因此能夠降低導通損耗，尤其是在大電流的應用中，如800W～1000W的電源系統。FAN9612擴大了功率范圍，減小了紋波電流和峰值電流。通過(guò)電源軌的交錯排列，FAN9612還可以減小輸入濾波器尺寸，較其他解決方案能減少線(xiàn)路板空間多達10%。良好的熱管理可以降低元器件的溫度。這些特性使采用FAN9612的電源能夠滿(mǎn)足“能源之星”和“電腦節能拯救氣候行動(dòng)”標準的要求，使電源的轉換效率可以達到96%。

FAN9612工作在兩個(gè)并行連接的相差180°的升壓功率系統。與通常用于較高功率水平的連續導通模式(CCM)技術(shù)不同，BCM技術(shù)提供升壓二極管固有的零電流開(kāi)關(guān)(無(wú)反向恢復損耗)，這允許使用較廉價(jià)的二極管而不會(huì )影響效率。而且，由于紋波電流的減小和高效的開(kāi)關(guān)頻率加倍，因此可以使用更小的輸入和輸出濾波器。

FAN9612的特性包括：

自動(dòng)切相，在輕負載下僅有一個(gè)通道運作，將功耗減至最??；

低啟動(dòng)電流和低工作電流；

谷底開(kāi)關(guān)(valley switching)技術(shù)將MOSFET開(kāi)啟時(shí)的COSS損耗減至最低；

各個(gè)通道具有過(guò)流和功率限制保護功能；

兩級輸出過(guò)壓保護(OVP)；

輸入電壓欠壓和過(guò)壓保護；

將重啟定時(shí)器頻率減至最小，以避免可聞的噪聲；

最高開(kāi)關(guān)頻率鉗制。

可編程閉環(huán)軟啟動(dòng)，在啟動(dòng)時(shí)出現輸出電壓過(guò)沖減至最少。

輸入電壓前饋功能將輸出電壓對比線(xiàn)路電壓的變化減至最小。

產(chǎn)品特點(diǎn)：Sync-Lock和谷底開(kāi)關(guān)技術(shù)

飛兆半導體的系統工程師Steve Mappus說(shuō)，FAN9612采用飛兆半導體的Sync-Lock技術(shù)，能夠使兩相之間精確地保持180°相位差，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期發(fā)生頻率變化時(shí)，能夠立刻同步和鎖定另一相的頻率。在輸入電壓發(fā)生變化和由輸入瞬態(tài)干擾、負載變化、啟動(dòng)和關(guān)閉，以及切相的條件下，均能保持180°相位差。這項技術(shù)使紋波電流能夠更好地抵消，可以使用更小的EMI濾波器。FAN9612還包含一項專(zhuān)利閉環(huán)軟啟動(dòng)功能，在PFC大容量電容器中消弱過(guò)沖電壓。在啟動(dòng)方面，FAN9612能夠通過(guò)VOUT電阻分壓器進(jìn)行啟動(dòng)，減少啟動(dòng)電阻器中的功耗。

FAN9612使用谷底開(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足效率需求，最大限度地減少MOSFET的容性開(kāi)關(guān)損耗，使用零電流檢測來(lái)消除MOSFET的開(kāi)啟開(kāi)關(guān)損耗和輸出整流器的反向恢復損耗。FAN9612在輕負載下的自動(dòng)相位管理功能可以滿(mǎn)足80 Plus輕負載需求。采用相位管理和未采用相位管理電路的負載效率曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

FAN9612還包含很多的保護功能，例如帶有軟恢復的電壓過(guò)低保護、兩個(gè)功率級(閉鎖和非閉鎖)輸出過(guò)壓保護、開(kāi)路反饋保護、過(guò)流保護(OCP)、內部最大fSW箝位保護、輸入電壓前饋，以及各相的功率限制保護功能。其中，輸入電壓前饋功能可以在輸入電壓變化時(shí)，減緩輸出電壓的變化，在各種輸入電壓下提供恒定的功率限制。

FAN9612采用零電流檢測(ZCD)，沒(méi)有RC檢測所產(chǎn)生的延遲，因此易于實(shí)現谷底電壓檢測。恒定的頻寬和PWM增益使設計師易于實(shí)現環(huán)路補償。集成的+1.8A/-1.0A柵極驅動(dòng)器減小了開(kāi)關(guān)損耗，低電流檢測閾限降低了傳導損耗，可以工作在直流和50Hz～400Hz的交流輸入電壓下。