大功率充电器中,为了宽电压输入,都会采用较大容量的初级滤波电容,但使用大容量的滤波电容有两个非常明显的痛点。第一是为了照顾低压输入而采用较大的电容容量,会占据充电器中相当大的一部分体积,体积增大,使得充电器不便携带。第二是大容量的电容,在交流电通过整流桥为电容充电时,呈现容性负载,产生很大的冲击电流,对电网造成污染和干扰。

所以出于体积和干扰的考量,必须减小充电器中初级滤波电解电容的容量。好在我们可以通过升压电路提高电容上的电压,来减小电容的容量。也就是使用升压式PFC电路,将整流后的电压升压到380V左右,来给开关电源初级供电。升压到380V为开关电源供电,不仅起到了减小冗余初级滤波电解电容的容量,还避免了大容量电解电容充电时对电网造成的干扰。

上表是充电头网归纳的市售PFC控制器参数,以及部分关键特性。
因为升压式PFC有这么多的好处,所以在小体积大功率的充电器中应用广泛。数字充电器新浪潮:IDMIX 100W 3C1A氮化镓充电器全面评测
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NCL2801

安森美 NCL2801是一颗高压高效率的PFC升压控制器,基于创新的电流控制频率折回模式运行,可在标称负载和轻负载下最大程度提高能效,并降低待机损耗。

其具有快速的负载瞬态补偿,内部集成高压启动电路,外围元件精简,支持完善全面的保护功能,具有超低的待机功耗。
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TEA1755T

NXP恩智浦TEA1755T,这款芯片集成了APFC控制器。

NXP TEA1755T是一颗集成PFC升压和反激控制器的二合一芯片,支持高压启动,轻载下以突发模式运行,降低空载功耗并提高能效。
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TEA19162T

恩智浦TEA19162是一颗PFC专用控制芯片。

恩智浦TEA19162,用于将整流后的电压升压,进行主动功率因数校正,内部集成X电容放电元件,无需外部元件,集成软启动和关断,支持高精度稳压升压,并且内置多重完善的保护功能。
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TEA2016AAT

恩智浦TEA2016AAT是一颗combo芯片。

恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能。
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On-Bright昂宝
OB6566

昂宝OB6566是一颗PFC专用控制芯片,封装小巧,节省空间。

昂宝OB6566,用于功率因数校正,无需辅助线圈,支持逐周期电流限制,支持高精度可调节输出过电压保护等多种保护模式,无音频噪声运行。
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ST意法半导体
L6563S

意法半导体L6563S是一颗PFC专用控制芯片。

意法半导体L6563S是一颗增强型过渡模式PFC控制器,通过将整流滤波后的直流电升压,进行功率因数校正。
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充电头网总结
USB PD3.1的推出,提升了充电器的输出功率,拓展了使用场合。功率的提升也对充电器带来了更多的要求,其中PFC就是强制要求的一环。
PFC的加入可以减小初级电容充电对电网的影响,同时升压输出还可以减小初级电容的容量,从而来减小大功率充电器中电容所占的体积。并且得益于第三代半导体材料的普及,PFC电路可以使用氮化镓开关管配合碳化硅二极管,以提升工作频率,从而减小PFC升压电感体积,提高功率密度。
目前百瓦级别的充电器几乎已标配PFC电路,通过实际拆解发现,采用第三代半导体,以高频运行的PFC电感明显小于传统硅器件方案。第三代半导体的高效率优势,还降低了充电器的散热需求,减小充电器体积。