慧能泰HP1011+HP3000 的組合幫助客戶輕松地設(shè)計出高性能開關(guān)電源產(chǎn)品

隨著 PFC 技術(shù)的發(fā)展，不斷有新型 PFC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提出，如單相 PFC、交錯并聯(lián) PFC、傳統(tǒng)無橋PFC、圖騰柱無橋 PFC 等。交錯 Boost PFC 系統(tǒng)不僅具有并聯(lián)系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)，還能減少輸入電流紋波，降低開關(guān)管的電流應(yīng)力。在中大功率場所通常采用工作于電感電流連續(xù)導(dǎo)電模式(Continue Conduction Mode，CCM)的交錯并聯(lián)Boost PFC 變換器。

對于中大功率的 PFC 應(yīng)用場合，慧能泰HP1011+HP3000 的組合提供了絕佳的 300 W ~ 3 kW 大功率，高性能、低系統(tǒng)成本的 PFC 解決方案，有利于高功率密度，扁平化的設(shè)計，幫助客戶輕松地設(shè)計出高性能，高可靠性的開關(guān)電源產(chǎn)品。

圖一 HP1011 引腳定義＋封裝圖

HP1011 是慧能泰首顆雙相交錯 CCM 模式 PFC 的數(shù)字控制器，采用平均電流控制，其數(shù)字架構(gòu)基于高速數(shù)字狀態(tài)機(jī)架構(gòu)，并集成了高性能模擬前端以及高速比較器，確保了 PFC 的高性能實(shí)時控制。HP1011 可在連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）、不連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）以及突發(fā)模式（Burst Mode）智能切換，具有良好的輕載效率；HP1011 芯片本身功耗低至 30 mW。在睡眠模式下，芯片的供電電流將降低至 1 mA。HP1011 支持自動通道管理功能，在設(shè)定的較低功率條件下平滑加載和減載，改善 PFC 轉(zhuǎn)換器負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)并進(jìn)一步提升中低負(fù)載下的效率。HP1011 支持兩相間電感電流動態(tài)均衡，兩相間電感電流有效值偏差小于5%。

HP1011還集成了完善的可編程保護(hù)功能，包括：逐周期電流限制保護(hù)、浪涌過電壓保護(hù)、輸入電壓過壓/欠壓保護(hù)、輸出電壓過壓/欠壓保護(hù)、輸出反饋電壓開路保護(hù)等，保護(hù)功能參數(shù)與使能均可獨(dú)立配置。HP1011 僅需通過圖形用戶界面（GUI）軟件即可對芯片功能進(jìn)行設(shè)定以滿足新方案的需求，極大的便利了終端產(chǎn)品設(shè)計，縮短客戶 Go-to-Market 時間。

作為國內(nèi)首家數(shù)字 CCM 雙相交錯 PFC 芯片方案，靈活的設(shè)計特點(diǎn)，使其可廣泛應(yīng)用于空調(diào)和白色家電、高性能計算機(jī)、5G/ 電信電源、工業(yè)電源、超高密度(UHD) 電源、帶有 IGBT 的 PFC 電源等系統(tǒng)。

芯片特性

/ NEWS TODAY

?高靈活度數(shù)字 PWM, 支持 20 kHz – 200 kHz 工作頻率

?高性能模擬前端

?高性能數(shù)字控制環(huán)路

?增強(qiáng)的動態(tài)環(huán)路響應(yīng)

?CCM、DCM 以及 Burst 多模式工作

?兩相間電感電流動態(tài)均流

?逐周期（CBC）電流峰值限制

?可編程單切相運(yùn)行（Phase Shedding）

?支持高壓直流輸入

?RMS 功率計量

?智能繼電器控制，浪涌電流控制

?X電容器放電控制

?豐富完備的可編程保護(hù)功能

?低功耗, 在睡眠模式（Sleep Mode）下芯片供電電流低至 1mA

?I2C 和UART 接口通過易于使用的圖形用戶界面(GUI) 進(jìn)行編程

圖二HP1011 典型應(yīng)用電路圖

圖三HP1011 圖形用戶界面（GUI）

亮點(diǎn)一：電路精簡，高效集成

HP1011 采用 4 mm x 4 mm QFN-24L 封裝，集成高速ADC、高精度比較器等高性能模擬前端，與 HP3000 搭配形成系統(tǒng)解決方案。同時也集成了浪涌電路控制、功率計量、通訊接口等電路，外圍電路精簡，整體方案緊湊，占用 PCB 面積小，節(jié)省電路板空間，有效降低BOM 成本。

亮點(diǎn)二: 模式切換與切相功能（PhaseShedding）

HP1011 支持 CCM、DCM 以及 Burst 模式無縫切換，同時可配置開關(guān)頻率展頻優(yōu)化 EMI 性能。另外，可編程切相運(yùn)行功能可使系統(tǒng)在設(shè)定功率下可自動關(guān)閉任一通道，提升輕載效率。

圖四 1000 W 雙相交錯 PFC 評估板效率曲線

亮點(diǎn)三：相電流動態(tài)均流

HP1011 支持相電流動態(tài)均流功能。通過 GUI 軟件可配置使能兩通道間電感電流動態(tài)均流，雙相間電感電流平均電流有效值偏差小于 5%。

圖五啟用相電流動態(tài)均流，在雙相參數(shù)較大差異下依然可以實(shí)現(xiàn)均流

PF 以及 THD 測試

下圖分別展示了 100 VAC、230 VAC 輸入、全負(fù)載范圍條件下，HP1011 的 PF、THD 測試結(jié)果。

圖六1000W 評估板的 PF 曲線

圖七1000W 評估板的 THD 曲線

HP1011 與友商同類產(chǎn)品的性能對比

HP1011 相對于同類友商產(chǎn)品，具有更高的集成度、更好的靈活度、更豐富靈活的保護(hù)配置并支持多種外部通訊接口。相關(guān)對比信息如下表所示。

慧能泰同步推出了 HP1011 1000W 的評估板。該評估板基本參數(shù)如下：

?輸入電壓范圍：90 VAC ~ 265 VAC

?輸出電壓:400 VDC

?輸出功率：1000 W

?典型效率：98.5%

圖八 采用 HP1011 的 1000W 評估板

HP3000 是慧能泰 HySwitch 產(chǎn)品系列下的一款雙通道低側(cè)驅(qū)動器，與 HP1011 搭配可形成系統(tǒng)級雙相交錯PFC 的解決方案。

體積小，強(qiáng)耐壓：HP3000 采用封裝 SOIC-8L 以及2 mm x 2 mm DFN-8L 極小封裝，客戶可以針對不同的應(yīng)用場景挑選對應(yīng)的封裝直接替換。

圖九 HP3000 引腳定義＋封裝圖

HP3000 擁有業(yè)界領(lǐng)先的耐壓能力：35V的VDD供電引腳耐壓，-12 V輸入引腳耐負(fù)壓。驅(qū)動上拉/下拉電流，開關(guān)延時，開關(guān)延時匹配等關(guān)鍵電氣參數(shù)均優(yōu)于同類產(chǎn)品。

完備的可靠性認(rèn)證：

HP3000 憑借其優(yōu)異的性能和高可靠性，通過了完整的JEDEC 可靠性標(biāo)準(zhǔn)測試，具有完備的可靠性。

審核編輯：彭菁