MPS先進(jìn)PFC+LLC解決方案（1）

在電能質(zhì)量和用電效率越來(lái)越重要的背景下，采用 PFC+LLC 架構(gòu)的電源設(shè)計(jì)越來(lái)越普及，并已經(jīng)開(kāi)始在很多應(yīng)用中替代傳統(tǒng)的無(wú)PFC的方案或簡(jiǎn)單的反激、正激方案。

今天，我們從基礎(chǔ)說(shuō)起，讓各位攻城獅從入門到精通掌握 PFC+LLC 的先進(jìn)解決方案！

首先，為什么要用PFC？

一個(gè)沒(méi)有 PFC 的電源在 AC 輸入端的波形通常是長(zhǎng)這樣的。

一想到這么多尖尖電流在我們的電網(wǎng)里流通，是不是有種如坐針氈的感覺(jué)？

PFC 就是用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的。

雖然聽(tīng)起來(lái)就很貴的樣子，但是 PFC 可以把 AC 輸入端的波形變成這樣，不止可以保護(hù)電網(wǎng)質(zhì)量，還能治好工程師的強(qiáng)迫癥（手動(dòng)狗頭）。

PFC 可以有很多種不同實(shí)現(xiàn)方式，但大部分實(shí)用電路都是在 Boost 或在 Boost 基礎(chǔ)上的衍生變形。

而從控制方式的角度來(lái)說(shuō)，PFC 主要可以分為 CCM 和 CrM 兩類。

CCM 控制是指 Boost 電路中的電感電流處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，這樣的好處可以用峰值比較低的電感電流實(shí)現(xiàn)比較大的輸出功率，但同時(shí)所帶來(lái)的問(wèn)題是二極管反向恢復(fù)引入的開(kāi)關(guān)損耗。

CrM 控制是指 Boost 電路中的電感電流處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，這種狀態(tài)下二極管電流是自然過(guò)零關(guān)斷的，所以沒(méi)有反向恢復(fù)問(wèn)題，但在實(shí)現(xiàn)同等輸出功率的情況下，CrM 的電感電流峰值必然大于 CCM，這不利于電感設(shè)計(jì)。

基于上述特點(diǎn)，CCM 適合更大功率，而 CrM 適合較小的功率。二者的合理分界線通常在 300W-400W 之間。

MPS 提供一系列先進(jìn)的 PFC+LLC 集合數(shù)字控制芯片。

HR1211的 PFC 部分采用 CCM 控制方式，電感電流在重載情況下處于連續(xù)狀態(tài)，并且開(kāi)關(guān)頻率可以通過(guò)數(shù)字接口進(jìn)行配置。

在輕載狀態(tài)下，HR1211會(huì)自動(dòng)降低開(kāi)關(guān)頻率，并過(guò)渡到斷續(xù)電流狀態(tài)，以此降低開(kāi)關(guān)損耗，從而達(dá)到全范圍工作狀態(tài)下的高效率。

HR1275的 PFC 部分采用 CrM 控制方式，電感電流在重載情況下處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，并同樣在在輕載狀態(tài)下會(huì)自動(dòng)降低開(kāi)關(guān)頻率，過(guò)渡到斷續(xù)電流狀態(tài)。

而且無(wú)論是臨界導(dǎo)通還是斷續(xù)狀態(tài)，HR1275都會(huì)通過(guò)內(nèi)部的檢測(cè)電路保證谷底開(kāi)通，從而將開(kāi)關(guān)損耗降到最低。

另外，HR1211和HR1275都提供了 PF（或THD）補(bǔ)償?shù)墓δ?，自適應(yīng)地消除電路中的非理想因素對(duì)輸入電流波形的影響，可以在各種輸入電壓和負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn) 0.9 以上的 PF 值。特別是在高壓輸入的情況下，相較于沒(méi)有此功能的 PFC 方案有明顯優(yōu)勢(shì)。

可謂是無(wú)死角的“真?PFC”方案