【应用】国产PFC模拟控制芯片IVCC1102助力2.5KW照明电源，效率高达98.7%
AC/DC功率变换广泛应用于工业生产中的各个环节，而AC转DC的功率变换设备在电网中会产生大量谐波，以及降低的功率因数产生无功功率，会对电网产生极大的污染，因此在设计一款AC/DC电源时需要对产品的指标作出严格控制，如谐波含量，PFC值等指标，随着市场的需求加剧，效率的需要也越来高，高效率的电源自然离不开无桥PFC，本文重点介绍国产PFC模拟控制芯片IVCC1102助力2.5KW照明电源，效率高达98.7%以上。
一般传统的PFC电路图如下1 ，首先通过二极管组成的整流桥进行不控整流，然后通过MOS管和续流二极管组成的BOOST电路进行升压，每一次将会有3个功率器件工作，在整流桥上的损耗加MOS管的损耗、续流二极管的损耗总和就会很大，因此用这类拓扑结构设计的电源一般效率不是很高。
图1 无桥PFC拓扑示意
接下来介绍无桥PFC拓扑结构，如下图2是图腾柱PFC 拓扑，它是一种高效率的无桥功率因数修整电路。它主要用于白金级的AC/DC 交直流变换器设计。其开关管Q1 和Q2 是处于高频开关的工作状态采用高速的SiC MOSFET，而Q3 和Q4 是处于低频开关管状态用于同步整流采用普通的Si MOSFET ，本设计采用国产瞻芯电子的PFC模拟控制芯片IVCC1102助力2.5KW照明电源，效率高达98.7%以上。
图2 无桥PFC拓扑示意图
如下图3，是瞻芯PFC控制芯片的典型应用电路图，如图可知IVCC1102共有16pin引脚，其中VCC/GND为芯片的供电引脚，CSP/CSN为AC电流采样，VACP/VACN为交流电压采样，SFH/SFL为低频管的驱动，GDH/GDL为高频管的驱动，RELAY为继电器驱动，CAO电流环路放大器输出, VAO电压环路放大器输出,VSNS输出电压检测，RT开关频率设置，VRMS为交流电压有效值，该脚用于判断AC侧加了交流电压是否过压或者欠压，从而使继电器信号与Vac 过零同步，便于控制，减少浪涌电流。
图3 PFC控制芯片IVCC1102应用原理图
瞻芯电子PFC控制芯片IVCC1102，针对图腾柱 PFC控制难点 ，设计时需要注意以下几点：
1、电流过零点平滑控制，过零点电流尖峰的产生的主要原因有同步整流MOSFET的Coss的储能和高速开关管占空比的 0-1 之间跳变电流平滑控制方法尽可能小的过零区，倍频或高频过零软启，减小电流纹波；
2、 防 AC 掉电时电流倒灌，当AC输入瞬间异常掉电后会导致PFC电感失去伏秒平衡而产生很大的倒灌电流。这电流不仅使PFC损失掉电保持时间所需的能量，也会很大程度损坏开关管。而IVCC1102 具有检测输入电压，采用自主专利中的固定前馈比控制技术，产生准确的PWM脉宽，实现防防止AC 掉电时电流倒灌问题；
3、雷击保护，正反相雷击时，如果整流 Si MOSFET 不能及时关掉就会造对雷击电压的直接短路，雷击保护电路无法发挥作用，易造成半导体器件损坏，IVCC1102采用快速的模拟检测电路和固化的控制逻辑，能稳定而有效地应对这种特殊场景，减小或消除雷电波对开关管的冲击；
图4 采用IVCC1102设计的图腾柱全桥PFC效率曲线
图5 采用IVCC1102设计的图腾柱全桥PFC功率因数曲线
综上所述，瞻芯电子PFC模拟控制芯片IVCC1102，助力2.5KW照明电源，具有以下几点优势：
1、具有各种保护功能，如抗雷击破坏，防 AC 掉电时电流倒灌，平均电流及逐波限流保护，防止损坏开关管，导致系统故障；
3、高达150kHz 可编程PWM 频率，可编程PWM 死区时间，可设计出高频、高效、可靠的高性能产品；
3、兼顾低总谐波失真(THD)和快电压环控制，提高产品THD的指标，减少对电网的污染；
4、继电器信号与Vac 过零同步，便于控制，减少浪涌电流对系统产品的冲击；
5、采用IVCC1102 PFC模拟控制芯片是产品的效率和功率因数均得到了提高，效率高达98.7%；
6、缩短电源开发时间，降低开发人力和器件成本，还能克服多项控制难点，提高电源的可靠性。
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活动 发布时间 : 2024-10-12
Product Brochure SiC Power Semiconductor and IC Solution
型号- IV2Q12040BD,IV1B12009HA2L,IV1D12030BD,IV2Q07014T4Z,IV1Q12050D7Z,IVST12017MA1L,IV2Q12100BD,IV1Q12017T4ZG,IV1Q12160T4Z,IVST12080DA1L,IVCR2405DR,IV2Q12040T4Z,IV1D06020BD,IVCR1412SR,IV2Q12013T6Z,IV2Q06060BD,IV1Q12080T3Z,IV2Q171R0BD,IVCO1A01DQR,IV1Q12750T3,IV2Q12030D7Z,IV1D12015BD,IV2Q07014BA,IV2Q07014BD,IV2Q12160T4Z,IV1D06006F5,IVCO1A01DR,IV1B12013HA1L,IVSM12040HA2Z,IVSM07060HA2Z,IV2Q12200T4Z,IV2Q06060L1,IV1D06010O2,IVCO1A02DWR,IV1Q12030BDG,IV1Q12080T4Z,IV1Q12750BD,IV2Q171R0T3,IVCC1102DR,IV1Q06060BDG,IV2Q12040K1Z,IV1D06020T2,IV3D12060U3,IV1Q12050T3,IV1D12020T2,IV1Q12080BD,IV1Q12050T4,IVST12050SA1L,IVCR2504DR,IV1Q12017BDG,IV1D06006BD,IV1D06004O2,IV1D12020T3,IV1Q06060D7G,IV2Q12160BD,IVCR2402DR,IV2Q12160D7Z,IV2Q06040BD,IV2Q12017BD,IV1D12040U3Z,IVCR1801ASR,IVCO1A02DWQR,IV2B12003HA2L,IV1D06020U3Z,IV1Q06040T4Z,IV2Q12017BA,IV3D12030U3,IV1Q06060T4ZG,IV2Q12013BD,IV2Q12013BA,IV1D12010O2,IVCC1102F4AR,IVCO1412DDWQR,IVST12040DA1L,IV1D06010T2,IVCR1401DR,IV2Q0606003Z,IV1Q12080T3,IV1D12020BD,IV1D12040U3,IV1D06004P3,IV1Q12080T4,IV3D12015T2,IV2Q12080D7Z,IVCR2404MPQR,IV2Q06025BD,IVTM12080TA1Z,IV2Q17020T4Z,IV2Q06040L1,IV3B20023BA2,IV2Q20045BD,IV3D12030T2,IV2D12002BD,IVCO1A02DQR,IV1D12005BD,IVSM12080HA2Z,IVCC1104F4AR,IV2Q06025T4Z,IV2Q06040T4Z,IV2Q06060O3Z,IV1Q06060T4G,IV1D12040T2,IV2Q12100D7Z,IV2Q171R0D7Z,IV2Q06025L1,IVST12050MA1L,IVST12160DA1L,IVCR2403DR,IV1Q06040BD,IV1Q12160T3,IV1Q12160T4,IV1B12025HC1L,IV1Q12017BAG,IV2Q12200D7Z,IVO1411DDWQR,IV2Q20045T4,IV2D12020T2,IV2Q12200BD,IV2Q06060T4Z,IV2Q12030T4Z,IV2Q12040D7Z,IV2D12020BD,IV1D12040BD,IV6212004HA2,IV1Q06060T3G,IVCR1407ASR,IV1Q12050BD,IV1Q12017T4G,IV1D12010T2,IVCR1402DPQR,IV1D06004F5,IV2B12006HA1L,IV1Q06040T4,IV1Q06040T3,IV1D06010BD,IV1Q12160BD,IV1Q12750O3,IV1Q06040L1,IV1Q12160D7Z,IVCC1104DR,IV2Q12080BD,IV2Q175S0BD,IV2Q06025D7Z,IV6212004HB2,IVSM06025HA2Z,IVST12017SA1L,IV1D20020T2,IV1D12030U3,IV1D06004BD,IV1D06006O2,IV2D12020D2Z,IV2Q06040D7Z,IV2Q12017T4Z,IVCR2404DR,IV2Q06060D7Z,IVCO1A01DWR,IV1Q12030T4G,IV2Q17020BD,IV3D12020T2,IV1D12010BD,IV2D12002P2,IV2Q12030BD,IVST12120DA1L,IV2Q12080T4Z,IV1D06020U3,IVCO1A01DWQR,IV1D12030T2,IVCO1A02DR,IVHD122M1TA2Z,IV1D06006P3,IV1Q12050T4Z,IVCR2404MPR,IV1D12010P2Z,IV2Q12100T4Z,IV1D0601002,IVCR1401DPR,IV1Q06060L1G,IV2Q12080K1Z,IV1Q12080D7Z,IV2Q171S0BD,IV1D20020BD,IV1D12015T2,IV2D12002O2,IVSM12160HA2Z,IV1D12005O2,IV2Q171S0S1
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