南芯PFC控制芯片滿足中大功率充電器和輸入電流諧波要求

近年，手機、筆記本電腦等移動智能終端大面積普及，后疫情時代戶外活動反彈式爆發(fā)，抗疫/搶險等戶外緊急用電需求大幅度增長，以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶動的高倍率汽車級電芯的發(fā)展，大功率快充成為主流趨勢，快充市場對快充頭的功率等級不斷提升，對功率密度、效率、穩(wěn)定性和安全性要求也越來越高。

針對功率大于75W以上的中大功率充電器、適配器等，通常需要進行功率因數(shù)校正（PFC），這也帶動了相應的PFC控制器、電感、整流濾波等器件的市場需求。

南芯順勢推出PFC控制芯片——SC3201，可滿足中大功率充電器、適配器對功率因數(shù)和輸入電流諧波的要求。

功率因數(shù)是有功功率與視在功率的比值。電網(wǎng)電壓通常為50Hz或60Hz的交流正弦波，如果接入電網(wǎng)的負載為純阻性負載，輸入電流會是與輸入電壓同相位的正弦波；但實際接入電網(wǎng)的設(shè)備通常為非阻性負載，因此，輸入電流并非正弦波，且與電網(wǎng)電壓存在相位差，產(chǎn)生很大的無功功率，PF值較低，如下圖所示。

IEC 61000-3-2等國際法規(guī)對接入電網(wǎng)設(shè)備的電流諧波提出了限制，對于USB Type-C充電器、筆記本適配器等設(shè)備，需要滿足Class D諧波標準；對于照明類設(shè)備，需要滿足更為嚴苛的Class C諧波標準，因此需要功率因數(shù)校正電路。采用PFC電路后的輸入電壓與輸入電流波形，如下圖所示。

PFC電路可以提高功率因數(shù)，降低各次電流諧波，從而降低輸入電流的有效值，又利于較小輸入濾波器的銅損和線路損耗，提高電能的整體傳輸效率。

SC3201產(chǎn)品介紹

SC3201是一種用于升壓變換器的功率因數(shù)校正（PFC）控制器，采用多模式控制策略，無需在Boost電感上添加輔助繞組就可實現(xiàn)精確的谷底檢測，適合于寬輸出電壓場景，大大減少外圍器件。

南芯SC3201 PFC控制器可搭配高頻QR控制器SC30xx系列以及同步整流控制器SC35xx系列，形成80W-160W的整套解決方案。

南芯100W方案 demo展示

以100W適配器設(shè)計為例，采用SC3201+SC3057+SC3503整套方案，可在全輸入范圍獲得高PF值與高效率。整機滿載效率可達94.3%，在90Vac最低輸入電壓仍然可以達到92.3%的效率值；在全電壓范圍內(nèi)，PF值均在0.9以上。

全套方案：SC3201+SC3057+SC3503 100W PC適配器

支持額定功率100W，120W峰值輸出功率

最高效率可達94.3%

高功率因數(shù)

效率曲線：

PF值曲線：

結(jié) 語

南芯SC3201采用SOT23-6封裝，VDD支持9-30V，SC3201不僅支持VFB過壓保護、VDD欠壓保護、周期限流保護、超高溫保護等多重保護措施，還支持第二級獨立的過壓、欠壓、過流保護。可廣泛用于USB-PD充電器，AC-DC適配器，LED驅(qū)動器、工業(yè)電源、電動工具等領(lǐng)域。