近期,瞻芯电子推出一款最新的模拟图腾柱PFC控制芯片IVCC1104,该产品延续了IVCC110x系列芯片高速、精确、紧凑的特点,并结合大量实际应用经验,升级完善了多项控制技术,助力高性能电源开发和应用。IVCC1104已通过测试认证,正式投入量产。
IVCC1104作为一款模拟图腾柱PFC控制芯片,内置高速、精确、可靠的模拟控制器,相比于数字控制芯片,封装更紧凑(16pin),无需编程调试,不论搭配碳化硅(SiC)器件或氮化镓(GaN)器件,都能大幅简化器件选型,降低物料成本,加快电源产品的开发速度,还能解决一系列控制难点,保障开关电源方案的高效率、高可靠性,助力产品快速开发与推广。
封装引脚
IVCC1104的设计非常紧凑,现有2种封装SOIC-16和QFN -20,如下图:
应用领域
图腾柱PFC控制芯片IVCC1104常用于300W-4000W功率的高效率、紧凑型开关电源,适用于下列电路环境:
- 交流或直流输入
- 霍尔采样电流或电阻采样电流
- 400Hz 及以上输入的PFC 控制
- 服务器电源
- 紧凑型PFC 电源模块
- 电视和游戏Xbox 电源
- 大功率手机和笔记本电脑充电器
- 航空电子电源
主要技术特点
1、输入电压前馈的平均电流模式控制。由于IVCC1104采用了先进的平均电流模式和输入电压前馈的控制方式,在前馈分量提供D’ = Vin/400V 的占空比基础上,使得电流环只需提供很小的占空比调整。IVCC1104本质上加快了电流环路,并产生了出色的电流跟踪指令。
2、交流掉电自动防电流倒灌。带交流整流同步管的图腾柱PFC实质上是一个双向变换器。当交流输入电压突然下掉时,如果不能及时关闭开关器件,会导致母线电解电容能量倒灌回AC侧,从而产生很大的倒灌电流。因为IVCC1104采用自主专利中输入电压前馈控制,所以它能几乎无延迟地调整PWM 输出,从而防止功率电感上的电流出现反向倒灌。因此IVCC1104 也可用于400Hz高频输入的航空电子电源场景。
3、优化平滑的交流电流过零点控制。在每个交流输入的过零点,检测输入电压,通过自主专利中的过零点控制技术,占空比可以快速响应AC电压变化,再缩短过零死区时间,同时提高过零软启时的开关频率(200kHz左右),能够减小过零时的电流尖峰和纹波,完美地实现平滑的交流过零电流。
4、兼顾低总谐波失真(THD)和快电压环控制。在电压环中,采用一种混合控制专利技术,在稳态运行时,仅在输入电压的过零点处,对输出电压进行采样,来消除输出上的二次谐波对THD的影响;而在动态时,输出电压反馈信号会跳过采样保持电路,进入非线性控制环路,来加快电压环以减小输出电压的波动,从而使这两方面的控制能够得到有效的结合,提升电路的整体运行效果。
5、抗雷击保护。由于雷击波电压上升速度快,并随机地同相或反相地叠加到AC电压上,检测电路和控制器必须快速测出输入电压极性并做相应的控制调整,否则容易损坏后级电路。IVCC1104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。
下图为模拟雷击时的驱动波形(1500V/2Ω)
其它特性
- 具有UVLO的5V VCC 供电
- 2个低频和2个高频PWM 驱动信号
- 高达150kHz 可编程PWM 频率 及死区时间的设置
- 输出过压保护、开环保护
- 交流输入过压保护和欠压保护
- 平均电流模式及逐波峰值电流限制
- 在交流输入过零点处轻载阵发,减小噪声
- 继电器信号在交流输入过零时同步输出,便于控制,减少浪涌电流
- 可选的周波阵发模式
应用方案
自2021年11月瞻芯电子推出业界第一款图腾柱PFC控制芯片IVCC1102以来,该产品凭借独到的模拟控制技术,在业界引发广泛关注,并于2022年荣获中国电源学会颁发的“优秀产品创新奖”。随后,瞻芯电子与多家知名公司合作开发了多种高性能PFC电源方案,功率范围覆盖300W-3000W。IVCC1104芯片作为同系列升级版产品,可完全兼容替代IVCC1102芯片应用。
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