前言

大功率充電器中，為了寬電壓輸入，都會采用較大容量的初級濾波電容，但使用大容量的濾波電容有兩個非常明顯的痛點。第一,充電器作為電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失。第二是大容量的電容，在交流電通過整流橋為電容充電時，呈現容性負載，產生很大的沖擊電流，由此產生的各次諧波對電網造成污染和干擾。

在大容量電解電容之前對輸入電流整形的有源功率因數校正器(APFC)可以有效解決上述兩大問題。功率因素是衡量電力被有效利用的程度的一個重要技術指標，功率因素值越大，代表其電力利用率越高。常用改善功率因數的方案有如升壓式PFC，即將整流后的電壓升壓到380V左右，來給后級變換器供電。預升壓到380V，不僅有效提升了電力波被有效利用的程度，還避免了高諧波含量的非正弦輸入電流。

隨著USB PD3.1標準的推出，提升了充電器的最高輸出功率，拓展了PD充電的使用場景。而作為大功率快充中不可或缺的一環，PFC控制器的需求也隨之增長。面對不斷擴大的PFC市場，PI順勢而為，推出了 HiperPFS5 PowiGaN 系列產品，滿足客戶對PFC電路的需求。

HiperPFS新品面世

PFS5178F是PI HiperPFS家族中的一款PFC控制器，采用PI專有的 InSOP-T28F 封裝，具有良好的散熱性能和高集成度，芯片內部集成 750V 氮化鎵和控制器，可在寬負載情況下提供高功率因數和高效率。

PI PFS517xF（自偏置供電）和527xF系列 在10-100%負載下效率均超過98%，待機功耗小于40mW，自帶X電容放電、可選的分段式升壓功能及電源好(POK) 信號輸出，芯片采用數字控制，內置完善的保護功能，提高了可靠性、功率因數校正和效率的表現。可以應用于USB PD快充、PC電源、LCD屏幕電源等領域。

PI 最新推出的 HiperPFS-5 系列PFC控制器IC，內部集成 750V PowiGaN 開關，在90-308Vac輸入時均有優異的PFC性能，230Vac滿載時擁有98.3%的效率，可在整個載范圍內實現高功率因數(PF)和高效率。

HiperPFS-5 系列產品采用準諧振（QR）非連續導通模式（DCM）控制技術，在不同輸出負載、輸入電壓和工頻周期內對開關頻率進行調整。QR模式的DCM控制可減低開關損耗并可使用低成本的升壓二極管；并且DCM模式相較于傳統的臨界導通模式（CRM）升壓PFC電路，升壓電感尺寸減小了一半。

HiperPFS-5 系列產品控制引擎還具有功率因數增強功能（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，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，功率因數也會高于0.96。

此外，HiperPFS-5 系列產品還集成了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電路設計。對于功率高達240W的LLC拓撲結構，PFS517xF（自偏置供電）可與 HiperLCS-2 芯片組搭配使用；對于功率高達110W的反激式拓撲結構，PFS527xF 可與 InnoSwitch4-CZ 開關IC搭配使用。

充電頭網總結

大功率快充技術帶來的極致充電體驗讓用戶的生活效率得以提升，但同時也對電源配件的內部設計提出了全新的需求，包括電源體積、電路架構、整機散熱等等。其中在電路架構方面最明顯的變化就是，大功率快充電源中多出了PFC功率因數校正部分，這也帶動了相應的PFC控制器的市場需求。

PFC的加入可以減小初級電容充電對電網的影響，提升電力被有效利用的程度。PI 最新推出的 HiperPFS-5 系列產品，開創性的在PFC控制器中集成了 PowiGaN 氮化鎵開關管，不僅簡化了外圍電路設計，同時可與PI旗下 HiperLCS-2 或 InnoSwitch4-CZ 系列產品搭配使用，降低產品開發難度。