交错式PFC技术趋势及单芯片交错式PFC控制器应用

NCP1631具有高保护等级，提供过流保护、浪涌电流检测、单独引脚用于过压保护(OVP)及欠压保护(UVP)等。例如，芯片上的CS引脚监测负电压VCS，由于VCS与两个交错式支路消耗的总输入电流Iin成正比，故表示可监测Iin。其中CS引脚电流ICS在CS引脚上保持0 V电压；若ICS超过210 µA，就会触发过流保护。这个CS引脚同样提供浪涌电流检测，当ICS超过14 µA(信号处于高电平)时，就会关闭输出驱动，防止损坏MOSFET。芯片上单独OVP/UVP引脚用于输出过压及欠压保护。此外，BO引脚用于输入欠压(BO)检测，带50 ms消隐延迟，符合维持时间要求。NCP1631的输出引脚功能描述见图3。

NCP1631的另外一项重要特点是能够提供“pfcOK”信号，能用于启用/关闭下行转换器，简化下行转换器设计。在PFC段正常工作时，pfcOK信号是高电平(5 V)，能够用作5 V电源(电流能力5 mA)。否则，在任何时候检测到重要故障(如欠压锁定条件、热关闭、欠压保护、输入欠压、闩锁/关闭、Rt引脚开路等)而关闭，或在PFC段获得额定大电压前的启动相位期间，pfcOK信号处于低电平。此外，NCP1631还具备前馈功能，从而改善环路补偿。

能效测试结果及影响因素
对于基于NCP1631的300 W、宽电压范围PFC预转换器演示板而言，输出电压通常为390 V，满载时输出电流为770 mA，20%负载时则为154 mA。这两类输出电流一般以相同工具测量，在10%及20%这样的轻载条件下测量必须特别细心，因为1 mA的误差就可能导致较大的能效差别。例如，20%负载时，输入功率为63 W，在154 mA正确值的基础上，若产生1 mA的误差，如测得为153 mA或155 mA，相应的能效就分别为：100 x 390 x 0.153/63 = 94.7%，及100 x 390 x 0.155/63 = 95.9%，能效相差高达1.2%。

值得注意的是，PFC能效并不只取决于控制模式，电感、MOSFET、二极管、EMI滤波器等都会影响能效。例如，采用200 µH PQ2625电感与采用150 µH PQ2620电感时，约输出负载高于约50%，则能效差别显著；相当，在轻载条件下，由于频率反走功能的缘故，能效相差极小。

图4：对于基于NCP1631的300 W、宽电压范围PFC预转换器演示板能效测试结果

测试显示，对于基于NCP1631的300 W、宽电压范围PFC预转换器演示板具有极高能效。在20%至100%负载范围下，115 Vac线路电压时能效高于95.8%，230 Vac线路电压时能效高于97.0%。

总结：
交错式PFC支持使用较小的元器件，能够改善热性能、增大临界导电模式(CrM)功率范围并减小电流纹波，非常适合对外形因数要求极为严格的纤薄应用，如最新的超薄液晶电视等。安森美半导体在此前以2颗较小NCP1601实现分立式交错式PFC的基础上，新推出了新颖的2相式频率钳位临界导电模式(FCCrM) PFC控制器NCP1631，以单颗IC集成构建强固及紧凑的2相交错式PFC段所需的全部特性，且外部元件极少。FCCrM及NCP1631提供的频率反走功能支持使用小电感，测试显示，在完整负载范围内均提供高能效。