功率集成HiperPFS -4 PFC控制器的介绍、特性、及应用

来源：HQBUY 发布时间：2021-08-12

摘要： HiperPFS-4 PFC(功率因数校正)控制器将连续导通模式(CCM) boost PFC控制器、栅极驱动和600V功率MOSFET集成在一个单一的低轮廓(接地引脚连接)电源包中。HiperPFS-4器件消除了外部电流检测电阻及其相关的...

HiperPFS-4 PFC(功率因数校正)控制器将连续导通模式(CCM) boost PFC控制器、栅极驱动和600V功率MOSFET集成在一个单一的低轮廓(接地引脚连接)电源包中。HiperPFS-4器件消除了外部电流检测电阻及其相关的功率损耗的需要，并使用了一种创新的控制技术，可根据输出负载、输入线路电压和输入线路周期调整开关频率。这种控制技术在整个负载范围内最大限度地提高效率，特别是在轻负载下。此外，由于其宽频带扩频效应，使EMI滤波要求最小化。HiperPFS-4采用先进的数字技术进行线路监控、线路前馈缩放和功率因数增强;同时采用模拟技术为核心控制器，以保持极低的空载功耗。HiperPFS-4还具有集成的非线性误差放大器，以增强负载瞬态响应，用户可编程功率好(PG)信号以及用户可选择的功率限制功能。HiperPFS-4包括Power Integrations的标准集综合保护功能，如UV, OV，棕色输入/输出，以及滞后热关闭。HiperPFS-4还提供功率MOSFET的逐周电流限制和安全操作区域(SOA)保护，过载保护的输出功率限制，引脚对引脚短路保护

HiperPFS-4 PFC控制器包括全面的保护功能，如UV, OV，棕色输入/输出，和滞后热关闭。HiperPFS-4设备还提供功率MOSFET的逐周电流限制和安全操作区域(SOA)保护，过载保护的输出功率限制，引脚对引脚短路保护。

可变频率连续导通模式工作(VF-CCM)通过保持低平均开关频率来最小化开关损耗，同时通过调制开关频率来抑制电磁干扰，这是传统的连续导通模式解决方案的挑战。使用HiperPFS-4的系统通常会降低变换器的总X和Y电容要求，boost扼流圈和EMI噪声抑制扼流圈的电感，从而减少整个系统的尺寸和成本。此外，与使用离散mosfet和控制器的设计相比，HiperPFS-4器件显著减少了元件数量和电路板占用空间，同时简化了系统设计，提高了可靠性。创新的可变频率、连续导通模式控制器使HiperPFS-4能够实现连续导通模式工作的所有好处，同时利用低成本、小型、简单的EMI滤波器。

HiperPFS-4分为eSIP-16G (L包)、eSIP-16D (H包)和inop - 24b (C包)。inop - 24b封装设计消除了对散热器的需求，并提供了一个低表面安装轮廓，非常适合体积受限的应用。

特性

保护功率因数校正解决方案
- 集成600V功率MOSFET，控制器和栅极
- EN61000-3-2 C类和D类
- 集成保护功能，减少外部组件计数
  - 精确的内置brown-in/out保护
  - 精确内置欠压(UV)保护
  - 精确内置过电压(OV)保护
  - 滞后热关闭(OTP)保护
  - 内部功率限制功能，过载保护
  - 循环功率开关电流限制
  - 增强负载瞬态响应的内部非线性误差放大器
- 不需要外部电流检测电阻
  - 通过感应场效应晶体管提供无损的内部传感
  - 减少元件计数和系统损耗
  - 使大电流栅极驱动回路面积最小化
- 最大限度地减少启动时的输出超调和压力
  - 集成功率极限
- 改进的动态响应
  - 数字控制输入线前馈增益调整平回路增益在整个输入电压范围
- 消除多达39个分立组件，更高的可靠性和更低的成本
包选项
- inop - 24b (C包)，10.8mm x 9.4mm
- eSIP-16D (H包)，16.53mm x 8.25mm
- eSIP-16G (L包装)，16.53mm x 8.25mm
- 无卤素，符合RoHS要求

高效率、低EMI和高PF的解决方案
- 连续导通模式PFC采用新型恒安培-秒[on-time]伏特-秒[off-time]
  - 跨负载高效
  - 跨负载高功率因数
- 频率滑动技术以提高轻载效率
  - 在额定输入电压下，从10%负载到满载可达到的95%效率
- 可变开关频率，简化EMI滤波器设计
  - 通过改变线路输入电压来最大化效率和最小化EMI滤波器的要求
  - 随输入线路周期电压变化60 kHz，以最大化扩频效果
高功率应用的高级封装(H &L包)
- 在高度紧凑的封装中，高达450W(通用)，610W(仅限高线)的峰值输出功率能力
- 简单的粘合剂或夹子安装到散热器
- 不需要绝缘垫，可直接连接散热器
- 错开引脚的安排允许简单的布线板的痕迹，并满足高压漏电的要求
- PFC变流器的单包解决方案降低了装配成本和布局尺寸
SMD封装(C封装)
- 允许消除金属散热器
- 采用PCB铜箔散热