雙相交錯并聯(lián)Boost PFC憑借其輸入電流紋波小，EMI設計簡單，器件應力小等優(yōu)點，成為大功率電源應用的首選。但是目前市場上現(xiàn)有的雙相交錯PFC控制器都為模擬控制，控制不靈活，外圍電路復雜且價格昂貴，越來越難以滿足市場上不同客戶的應用需求。為了解決這個問題，慧能泰半導體推出國內首款集成驅動的數(shù)?；旌螩CM雙相交錯PFC控制器——HP1013A。它在PF值、THD、效率、動態(tài)響應等核心指標上均達到業(yè)內領先水平，同時提供豐富的系統(tǒng)級功能。

更值得關注的是，HP1013A內置驅動具備直驅SiC MOSFET的能力。近年來，SiC技術日趨成熟，價格逐年走低，性價比優(yōu)勢凸顯。SiC MOSFET開關速度快、開關損耗低、高溫導通阻抗穩(wěn)定等特點，與HP1013A的交錯PFC方案相結合，可實現(xiàn)效率與功率密度的雙重躍升，為大功率電源設計提供極具競爭力的完整解決方案。

圖一：HP1013A引腳定義和封裝圖

HP1013A芯片特性

靈活的PWM控制

– PWM 頻率范圍為 20 kHz 至 200 kHz

– 抖頻功能可改善 EMI

– 兩相交錯可有效減小電流紋波

– 內部集成驅動

高性能控制環(huán)路

– 25 MHz ADC用于線路電壓、輸出電壓和電流檢測

– 動態(tài)性能優(yōu)越

– 支持高壓直流輸入

多模式工作

– 重負載條件下的連續(xù)導通模式 (CCM)

– 輕負載條件下的斷續(xù)導通模式 (DCM)

– 零負載條件下的打嗝模式（burst）

– 高低壓可分別配置模式參數(shù)

故障保護

– 輸入過壓和欠壓保護

– 輸出過壓和欠壓保護

– 輸出采樣短路保護

– 電流CBC保護

– 過功率保護

– 外部NTC過溫保護功能

– 輸出Second OVP過壓保護

系統(tǒng)功能

– 輸出電壓參考值跟隨功率變化

– Relay的節(jié)電模式降低待機功耗

– Relay延時補償功能減小沖擊電流

– 功率計量功能

– 支持I2C & UART通信功能

– PFC OK指示功能

– X電容補償功能以提升PF值

?40℃到+125℃的環(huán)境工作溫度

HP1013A的典型應用

HP1013A采用SSOP-24L封裝，內部集成驅動，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。

圖二：HP1013A典型應用電路圖

HP1013A系統(tǒng)方案的優(yōu)勢

HP1013A相對于同類友商產品，具有更高的集成度、更好的靈活度、更豐富靈活的保護配置并支持多種外部通訊接口。相關對比信息如下表所示。

效率指標

采用HP1013A的1000W交錯PFC參考設計，高壓滿載效率98.16%，低壓滿載效率96.4%。

圖三：1 kW交錯PFC評估板效率曲線

PF值&THD指標

采用HP1013A的1 kW交錯PFC參考設計可以實現(xiàn)良好的PF值&THD指標，高低壓下滿載THD低于1.5%。

圖四：1 kW 交錯PFC評估板PF值&THD指標

穩(wěn)態(tài)工作波形

高低壓輸入滿載下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)波形，可以很好地實現(xiàn)兩相均流。

圖五：1 kW交錯PFC評估板滿載穩(wěn)態(tài)波形

負載動態(tài)

基于1000W交錯PFC評估版測試，高壓額定滿載1000W，低壓額定滿載600W。負載空載切滿載測試，輸出電壓跌落小于35V。

圖六：1 kW交錯PFC評估板動態(tài)指標

Phase Shedding

Phase Shedding功能，輕載時保持單相運行，可以進一步提升輕載時的效率以及PF值&THD指標。

圖七：HP1013A Phase Shedding功能

HP1013A系統(tǒng)功能

PFC輸出電壓跟隨功率變化的功能，配合后級DCDC變換器，可以幫助客戶實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)效率。

圖八：HP1013A輸出電壓跟隨功率變化的功能

輕載條件下，Relay的節(jié)電模式，可以關閉Relay的驅動，減少Relay的驅動功耗。以評估板實際使用的繼電器為例，可以降低約400 mW的功耗，更適用于對待機功耗有嚴格要求的場合。

圖九：Relay的節(jié)電模式

Relay的延時補償功能，可以減小Relay閉合時的沖擊電流。

圖十：Relay的延時補償功能

PFC OK指示功能，可以實現(xiàn)對后級DCDC變換器的控制。

圖十一：PFC OK指示功能

HP1013A可以通過I2C或則UART通信將輸入電壓，輸入電流，輸入功率以及系統(tǒng)工作狀態(tài)上報給系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控。以下是HP1013A功率匯報的測試結果：

圖十二：功率計量功能

HP1013A 1 kW評估板

慧能泰同步推出了HP1013A 1 kW的評估板。該評估板基本參數(shù)如下：

輸入電壓范圍：90 VAC~ 264 VAC

輸出電壓: 400 VDC

輸出功率：1 kW

圖十三：采用HP1013A的1 kW評估板

關于慧能泰半導體

深圳慧能泰半導體科技有限公司是一家專注于智慧能源控制技術的公司，主要面向智能快充和數(shù)字能源領域，提供高性能數(shù)模混合芯片產品。公司總部設立在深圳國際創(chuàng)新谷，同時在上海、浙江杭州、美國加州設有研發(fā)中心?；勰芴┑暮诵难邪l(fā)團隊來自國內外頂尖半導體公司，擁有強大的研發(fā)創(chuàng)新能力。公司現(xiàn)已獲多項授權專利，擁有獨立自主知識產權，并于2020年被評為“高新技術企業(yè)”，2023年獲評國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。

目前，慧能泰已完成了圍繞USB Type-C生態(tài)鏈的整體產品布局，開發(fā)并量產了多款產品：供電端的多系列PD Source協(xié)議芯片，受電端的高性能PD Sink(PD 誘騙芯片)、Type-C端口控制器（CC Logic），線纜端的USB eMarker（電子標簽芯片）。成立以來，慧能泰連續(xù)推出多款業(yè)界領先的產品并廣受市場歡迎。公司芯片出貨量逾10億顆，標桿性客戶有聯(lián)想、小米、三星、HP、貝爾金和努比亞等。同時，慧能泰也致力于提高能源利用效率、研究能源控制技術，借助自身的技術研發(fā)優(yōu)勢，面向ICT（通信服務器）、數(shù)據中心、光伏逆變器、儲能等工業(yè)應用，研發(fā)數(shù)字電源控制芯片、高壓驅動芯片、電源轉換芯片和模塊等產品。

慧能泰半導體肩負著“芯智慧 芯能源，共建綠色未來”的使命，立志成為業(yè)界領先的智慧能源控制技術供應商。