USB-IF协会在2021年5月份发布了USB PD3.1快充标准，在功率方面，USB PD3.1快充最高支持240W充电，并新增了28V、36V、48V五组固定电压，这也进一步拓展了快充技术的应用范围。不久之后苹果便推出了首款支持140W输出功率的USB PD3.1快充充电器，紧接着，闪极、雅晶源、新斯宝、瑞嘉达等几家第三方快充电源品牌相继入局，加速大功率快充技术的普及。
大功率快充的出现，带来了全新的电路设计，其中最明显的变化就是，大功率快充电源中多出了PFC电路，尤其是在国内销售的大功率快充电源产品中，PFC电路是必不可少的一部分。作为PFC电路的核心，PFC芯片由此迎来了快速发展阶段。
大功率电源必备PFC
PFC是功率因数校正电路，在充电器中用于将整流后的电压升压，再通过电容滤波为反激或者ACF或LLC初级供电。
一般来说，75W以上的充电器都需要增加PFC电路，这样做可以解决两个痛点；第一是为了照顾低压输入而采用较大容量的初级滤波电容，会占据充电器中相当大的一部分体积，体积增大，使得充电器不便携带。第二是大容量的电容，在交流电通过整流桥为电容充电时，呈现容性负载，产生很大的冲击电流，对电网造成污染和干扰。
出于对体积和电网的考量，大功率充电器中的电容，不能按照小功率充电器2μF/W的公式来选择了。使用升压式PFC升压电路，可以把整流后的电压升压，升压到380V左右为初级供电。减小不必要电容容量的同时，还消除了大容量电解电容对电网造成的干扰。
根据充电头网统计，在即将举办的2022（春季）USB PD & Type-C亚洲大会上，将迎来数十家快充电源芯片原厂出席，其中茂睿芯、晶丰明源、PI、必易微、矽力杰、杰华特、士兰微、通嘉科技等企业均已经针对大功率快充提前布局了PFC芯片产品线。
目前市面上常见的PFC控制器可分为两种类型，一种是独立的PFC控制器，此类产品应用较为灵活，在LLC、ACF、QR三种主流的电源架构均可使用；另外一种则是将PFC升压控制器和初级控制器集成到一颗芯片中，较为常见的是的PFC+LLC芯片，该类控制器的优点在于可以简化电路设计并实现更高的效率，二合一也符合充电器高集成度的要求。
值得一提的是，作为第三代半导体材料，氮化镓功率器件和碳化硅二极管在PFC电路中均有着广泛的应用，其中氮化镓功率器件主要用作升压开关，碳化硅二极管主要用于升压后的整流。碳化硅与氮化镓联合使用，可以将PFC升压的开关频率从不到100KHz提升到300KHz以上，大大减小升压电感体积，提高适配器的功率密度。
同时碳化硅二极管的高频性能，无反向恢复的特性，还可以减小开关损耗，提高转换效率，除了应用在大功率快充电源上之外，还可用于PC电源以及户外电源等产品中。
在本次展会上，纳微、英诺赛科、聚能创芯、镓未来、Transphorm、芯冠科技、能华等14家氮化镓功率器件原厂以及基本半导体、泰科天润、美浦森、森国科等多家碳化硅原厂均亮相，并带来最新的产品技术。
大功率PFC芯片汇总
上文介绍了PFC芯片的应用场景以及产品分类，下面继续分享本次2022（春季）USB PD & Type-C亚洲大会将亮相的部分PFC芯片的详细介绍。
C40-C41、C54-C55展位：上海晶丰明源半导体股份有限公司
晶丰明源推出了一款高PF值、低谐波的升压PFC控制器BP2628，可用于PC电源、USB PD充电器以及中大功率的LED驱动电源。
晶丰明源BP2628
晶丰BP2628支持临界连续模式或断续模式，可实现二极管零电流关断，有助于提高转换效率，并降低电磁干扰。该芯片支持最高540KHz开关频率，可搭配氮化镓开关管和碳化硅二极管，通过高频率减小电感体积，实现高频率小体积的升压PFC电路。
晶丰明源BP2628在重载时于临界连续模式运行，可降低开关管的导通损耗，提高转换效率；轻载时进入断续模式，降低开关损耗，保持输出电压稳定的同时保证良好的PF值和输入电流谐波。
晶丰明源BP2628内置完善的保护功能，包括逐周期过流保护，输出过压保护，芯片供电欠压保护，反馈引脚短路保护，芯片内部过热保护等保护功能，确保系统可靠运行。同时还可利用反馈脚短路保护功能进行PFC级的开关控制，降低系统的待机功耗。
B29-B30展位：PI
老牌电源芯片品牌PI推出了一款PFC控制芯片，可以应用于USB PD快充、PC电源、LCD屏幕电源等领域。
PI PFS7628C
PI PFS7628C是一款集成600V开关管的PFC芯片，集成600V MOSFET和二极管，可在宽负载情况下提供高功率因数和高效率，内置完善的保护功能。可提供稳定，高效的功率因数补偿，输出功率为110W。
PI PFS7628C详细规格资料。
相关阅读：
1、拆解报告：SATECHI 100W 2C1A氮化镓快充充电器
2、拆解报告：RAVPOWER 90W双USB-C口PD快充充电器
B47-B48展位：深圳市必易微电子股份有限公司
必易微目前一共推出了7款PFC控制芯片。
必易微KP2801
必易微KP2801是一款高度集成的升压式 PFC 恒压控制器，芯片采用了准谐振的工作模式，同时加以有源功率因数校正控制技术可以满足不同输入、不同负载下的高功率因数、超低谐波失真和高效率的要求。
KP2801内部集成消磁信号检测技术 同时集成有 650V 高压启动和供电电路，无需辅助绕组检测消磁和供电，只需很少的外围器件，极大地简化了系统的设计和生产成本。
KP2801集成有完备的保护功能以保障系统安全可靠的运行，如VDD 欠压保护功能 (UVLO)、逐周期电流限制 (OCP 输入欠压保护功能(BOP)、过热保护 (OTP) 输出过压保护(OVP) 等。
相关阅读：
1、PFC+QR控制器全面国产，必易微120W氮化镓快充方案首秀
必易微KP1511
必易微KP1511是一款高度集成的升压式 PFC 恒压控制器芯片采用了准谐振的工作模式，同时加以有源功率因数校正控制技术可以满足高功率因数、超低谐波失真和高效率的要求。
KP1511内部集成消磁信号检测技术， 同时集成有 650V 高压启动和供电电路，无需辅助绕组检测消磁和供电，只需很少的外围器件，极大地简化了系统的设计和生产成本。
KP1511集成有完备的保护功能以保障系统安全可靠的运行，如:VDD 欠压保护功能 (UVLO)、逐周期电流限制 (OCP) 过热保护(OTP)、输出过压保 护(OVP)、输出欠压保护(UVP)等。
A03展位：矽力杰半导体技术（杭州）有限公司
矽力杰当前一共推出了两款PFC控制芯片SY5072和SY58874V，主要应用于大功率AC-DC电源、LED照明、快充等领域。
矽力杰SY5072
矽力杰推出了一款临界模式升压PFC控制器SY5072，其采用恒定导通时间运行可实现高PF值，准谐振开关可实现高效率并提升EMI性能。通过特别的设计，可实现快速启动以及高可靠性的保护功能以满足安全需求。
矽力杰SY5072采用谷底开通以降低开关损耗，在轻载时降低开关频率，提高轻载效率。内置高输出电流MOS管驱动器，支持开关管过电流保护，内置过渡优化。器件支持过电压、过电流和过热保护等保护措施。
矽力杰 采用小体积的SOT23-6封装，符合RoHS和无卤。外围元件精简，可实现紧凑的PFC设计，减小PFC级体积在电源中的占比。
矽力杰SY5072支持150W输出功率，内置的过渡优化可提供较好的线性过渡和负载过渡。适用于AC-DC开关电源，两级开关电源的前级和LED照明应用。
相关阅读：
1、内置氮化镓芯片，体积小巧功率大，小米120W USB-C快充拆解
矽力杰SY58874V
矽力杰SY58874V是一颗升压PFC转换器，芯片内置升压MOS管，具备高PF，采用准谐振开关提升转换效率和更佳的EMI性能，支持输出过电压保护，外围器件精简。
A09展位：杰华特微电子股份有限公司
针对大功率快充电源市场的应用需求，目前杰华特推出了一款PFC控制芯片JW1571。
杰华特JW1571
杰华特JW1571是一款电压精度高的恒压控制器，采用 SOP8封装。适用于单级升压功率因数校正（PFC）应用。恒定导通时间控制策略确保高功率因数，无需输入电压检测电路，简化系统设计，节省损耗；临界导通模式操作降低了开关损耗，提高了 EMI 性能并大大提高了效率。
杰华特JW1571具有多重保护功能，大大提高了系统的安全性和可靠性，包括VCC UVLO、CS过压保护、FB过压保护和过温保护。
杰华特JW1962O
杰华特JW1962O是一款具有高电压精度的恒压控制器，适用于单级升压功率因数校正 (PFC) 应用，恒定导通时间控制策略保证了高功率因数，无需输入电压检测电路，简化了系统设计，节省了损耗。芯片的临界导通模式操作降低了开关损耗，提高了EMI性能并大大提高了效率。
JW1962O具有多重保护功能，大大提高了系统的安全性和可靠性，包括VCC UVLO、ISP过压保护、开路反馈保护、FB过压保护和过温保护。
B62展位：杭州士兰微电子股份有限公司
士兰微推出了三款PFC控制器，主要可用于照明电源、电视机电源以及大功率电源适配器领域。
士兰微SD7528
士兰微SD7528是一款高性能、临界导通模式的功率因素校正（PFC）控制器，内部集成高性能的线性乘法器，能够减少交流输入电流的失真度。
士兰微SD7528通过内部一个电压模式的误差放大器和一个精确的内部基准电压来控制输出电压。芯片功耗非常低，启动前最大只有15μA，工作时电流小于5.5mA。内部集成使能功能,能够控制电路的关断或者打开，同时集成一个有效的两步过压保护模块，能够安全处理发生在启动时或者负载断开时的过压状态。SD7528优化了控制方式，轻载THD和PF表现更优。
B73展位：通嘉科技（深圳）有限公司
通嘉科技目前已经针对大功率电源推出了一款PFC控制器，主要可应用于LCD屏幕的电视机电源、PC电源等领域。
通嘉LD7593DA
通嘉LD7593DA是一款工作在转换模式的电压模式 PFC 控制器，具有多种集成保护功能，例如 OVP、OCP 和内部 OTP。
通嘉LD7593DA采用SOP-8封装，具有用于功率因数校正的转换模式。通过零电流开关实现高效率和低开关噪声。感应交流输入电压以补偿高和低交流输入电压之间的 OCP和PF值。
充电头网总结
为了实现“万物皆可充”的目的，USB-IF协会已经对充电协议实现了全面升级，充电器的功率也越来越大。除了充电功率更大，充电速度更快之外，大功率快充电源还可以搭配二次降压电路实现多口输出，用一个电源满足多台设备的充电需求。可以预见，大功率快充将逐渐成为未来市场的主流。
此外，目前应用于大功率快充电源的LLC、ACF以及QR控制技术均已经非常成熟，氮化镓、碳化硅功率器件也实现了规模化应用。而本次介绍的这些PFC控制器的最大特色就是应用灵活，可以搭配不同类型的电源主控芯片使用，组成符合安规要求的高性能电源方案，加速大功率快充产品的量产上市。
即将在3月23日-3月25日举办的2022（春季）亚洲充电展，将邀请到文章中出现的企业进行展示、分享，届时欢迎莅临展台交流。如需演讲、参展，欢迎联系info@chongdiantou.com 报名。
相关阅读：
评论 (0)