諸如歐盟耗能產品(ErP)指令等嚴格生態設計法規要求電視、膝上型及台式電腦
、熒光燈鎮流器和LED照明驅動器等日常使用的產品提供極高能效。為了確保在產品級通過必要的批準，如在歐盟銷售的商品須獲得強製的CE標誌
，新設計必須符合包括待機

、部分負載或滿載條件的寬負載範圍能效目標。

此外，設計人員也麵臨符合以有競爭力的價格提供高性能標準之市場需求的壓力。控製功率因數校正(PFC)(功率高於70W之應用強製要求PFC)的集成電路(IC)集成越來越多的功能，通過減少電源元件數量及降低對電容等大體積、規格過高的器件的依賴
，可以幫助滿足此要求。

有源PFC補償由電源導致、會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)氣(qi)網(wang)絡(luo)內(nei)熱(re)量(liang)及(ji)幹(gan)擾(rao)的(de)線(xian)路(lu)電(dian)流(liu)諧(xie)波(bo)失(shi)真(zhen)。由(you)於(yu)對(dui)能(neng)效(xiao)的(de)顧(gu)慮(lv)已(yi)經(jing)延(yan)伸(shen)
，不(bu)僅(jin)涵(han)蓋(gai)待(dai)機(ji)及(ji)降(jiang)低(di)功(gong)率(lv)模(mo)式(shi)，還(hai)包(bao)括(kuo)滿(man)額(e)功(gong)率(lv)模(mo)式(shi)，傳(chuan)統(tong)PFC控製工作的缺點就變得越來越受注目。采用臨界導電模式(CrM)工作的傳統PFC控製器的能效在電源輕載工作時往往會降低，如電器在待機模式下就是如此。

轉向數字PFC

，還是不轉？

某些芯片製造商已將數字PFC作(zuo)為(wei)克(ke)服(fu)此(ci)局(ju)限(xian)的(de)出(chu)路(lu)。通(tong)過(guo)將(jiang)感(gan)測(ce)模(mo)擬(ni)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)至(zhi)數(shu)字(zi)域(yu)
，然(ran)後(hou)應(ying)用(yong)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)
，數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)器(qi)就(jiu)不(bu)受(shou)線(xian)性(xing)特(te)性(xing)的(de)限(xian)製(zhi)
，在(zai)任(ren)何(he)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)都(dou)可(ke)以(yi)合(he)成(cheng) 極優的輸出波形。不同模式下的能效取決於芯片製造商開發的算法品質。市場上近期推出的數字PFC控製器還集成了通過I2C等標準連接實現的診斷及用戶可編程等功能。

然而，有關模擬PFC將被數字PFC替代的傳言在過去已經被證明是誇大其辭。在這種情況下，要想削弱傳統模擬PFC控製器的一些關鍵優勢可能還為時尚早。雖然製造商們聲稱數字PFC控製器相比模擬PFC控製器具有成本優勢，特別是在係統級考慮成本時

，但市場上的模擬PFC控製器的價格比最新數字PFC控製器更低。某些數字PFC控製器自推出第一代產品以來，價格實際上已經上漲。此外，最新模擬PFC控製器中集成的保護電路及輸入欠壓檢測等特性能夠提供僅使用極少外部元件的更具價格競爭力的設計。

最新世代的模擬PFC控製器通過采用電流控製頻率反走(CCFF)等創新技術，能夠提供更高的能效。安森美半導體的NCP1611和NCP1612PFC控製器中應用了這種新的工作模式。CCFF使(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)在(zai)寬(kuan)負(fu)載(zai)內(nei)維(wei)持(chi)高(gao)能(neng)效(xiao)
，包(bao)括(kuo)輕(qing)載(zai)和(he)待(dai)機(ji)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)，以(yi)及(ji)較(jiao)高(gao)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)。這(zhe)些(xie)控(kong)製(zhi)器(qi)還(hai)應(ying)用(yong)了(le)增(zeng)強(qiang)型(xing)特(te)性(xing)
，改(gai)善(shan)故(gu)障(zhang)處(chu)理(li)及(ji)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)，並(bing)支(zhi)持(chi)不(bu)同(tong)偏(pian)置(zhi)場(chang)景(jing)，為(wei)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)額(e)外(wai)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。

提升所有負載條件下的能效

在CCFF架構下，電路在大電流條件下采用臨界導電模式(CrM)工作。在重負載條件下臨近過零點時會出現低電流電平

，而輕載條件下完整正弦方波皆為低電流電平
；erzaididianliudianpingshi，kongzhiqijinrupinlvshoukongbulianxugongzuomoshi。dingshiqihuicharusiqushijian
，yanchiqidong
，zhidaocongbiaozhengshurudianliudegancedianyashangshengzhineibuchanshengdejingmi2.5 V“斜坡閾值”之斜坡所需時間用完。因此
，較低輸入電流的死區時間更長。圖1通過不同負載條件下升壓MOSFET的電壓波形顯示了CCFF的工作原理。


定時器控製死區時間而非開關周期/關閉時間。當電流為零時
，反走頻率被限製為最低的20 kHz。控製器通過這種方式將額定負載及輕載條件下的能效均提升至最高
，特別是待機損耗被降至最低。通過延遲MOSFET導通時間點直至漏極-源極電壓到達其穀底，進一步降低了損耗。穀底開關還將產生的電磁幹擾(EMI)減至最少。另一項優勢是係統不會在穀底之間停滯。由於死區時間不受電流周期時長變化的影響


，穀底導通的發生不帶有遲滯。

我們可以將CCFF工作模式與負載下降時開關頻率上升的傳統CrM作比較。當極輕負載時，傳統CrM控製器可能進入突發(burst)模式，產生可聽噪聲。相比較而言

，CCFF控製器的較低頻率被鉗位至高於可聽頻率範圍，因而防止產生可聽噪聲。

與頻率控製臨界導電模式(FCCrM)控製器類似，CCFF控製器的內部電路能夠提供接近於1的功率因數，即便是在開關頻率降低的情況下。此外
，跳周期模式使 PFC能(neng)夠(gou)跳(tiao)過(guo)電(dian)流(liu)極(ji)低(di)時(shi)線(xian)路(lu)過(guo)零(ling)點(dian)附(fu)近(jin)的(de)周(zhou)期(qi)，提(ti)供(gong)優(you)化(hua)的(de)能(neng)效(xiao)。這(zhe)就(jiu)避(bi)免(mian)了(le)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)能(neng)效(xiao)特(te)別(bie)低(di)時(shi)的(de)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)。應(ying)當(dang)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)些(xie)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)失(shi)真(zhen)。因(yin)此(ci)
，跳(tiao)周(zhou)期(qi)模(mo)式(shi)不(bu)應(ying)當(dang)用(yong)於(yu)要(yao)求(qiu)極(ji)高(gao)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)的(de)應(ying)用(yong)。圖(tu)2比較了CCFF控製器在跳周期模式及非跳周期模式與傳統CrM控製的能效。

推薦閱讀：

如何改善功率因素（PFC）和電源的性能
http://wap.0-fzl.cn/power-art/80019391
滿足新應用需求的先進PFC技術及解決方案
http://wap.0-fzl.cn/power-art/80001641

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增強控製器功能

集成快速線路/負載瞬態補償進一步增強了PFC性能
，避免由負載或輸入電壓突然變化(如啟動時)導致的 過多過衝或欠衝。這問題在傳統PFC段中比較常見

，原因就在於通常較低的環路帶寬。相比較而言，NCP1611在輸出電壓下降至低於其穩壓電平的95.5%時大幅加快穩壓環路。這功能僅在PFC段已經啟動以配合出現軟啟動工作後才啟用。如果輸出電壓超過期望電平的105%，軟過壓保護(Soft OVP)將提供的功率線性降低至零。如果輸出持續上升，當輸出電壓到達期望電平的107%時，此電路立即中斷功率提供。

此外
，此控製器提供兩個版本
，使設計人員能夠根據工作電壓範圍優化啟動電流。其中，NCP1611B的供電電壓範圍達17V，非常適合於自偏置應用。它的低啟動電流特性支持使用高阻抗啟動電阻
，無需大VCC電容
，幫助縮短啟動時間。NCP1611A最大啟動電壓電平為11.5V
，能采用12V電源軌供電。它提供軟啟動功能
，非常適合於電路由輔助電源等外部電源或下行轉換器供電的應用。

NCP1611haipianshangtigongduozhongzhongyaodebaohugongneng，keyishengqufenlibaohudianlu。jichengdebaohugongnengbaokuoshuangdianpingxianliu，zaipangluhuoshengyaerjiguanduanludeqingkuangxia，nenggouguanbidianyuankaiguanhuojinrujianxiaozhankongbidemoshi。zheqijianhaiyingyongleqianyabaohu、輸入欠壓檢測及過熱關閉。

輸出段包含經過優化的圖騰柱(totem pole)電路


，用於將高頻工作期間的跨導(cross-conduction)電流減至最小。輸出電路的高驅動能力使控製器能夠直接連接至擁有大門電荷(Qg)值的功率MOSFET。圖3顯示了采用NCP1611控製的升壓PFC電路的基本電路圖。


對於優化寬負載範圍條件下PFC能效來說，轉向數字PFC是不錯的一種方式
，然而利用已獲證明之模擬技術優勢的創新型 PFC控製器

、創新的電流控製頻率反走(CCFF)技術，不僅能夠使模擬功率因數校正(PFC)控製器能夠在完整負載範圍內提供高能效，可以完成快速瞬態響應及簡化電路設計

，還能為設計人員提供更簡單、性價比可能更高的方案。

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