PI发布HiperPFS-5及HiperLCS-2组合，三颗芯片搞定大功率快充电源设计
2022年3月22日，业内知名电源芯片品牌Power Integrations召开线上媒体见面会，正式发布了高效准谐振PFC控制器HiperPFS-5以及LLC芯片组合HiperLCS-2，以满足市场不断增长的大功率快充电源应用需求。
基于PI全新的PFC+LLC架构，电源产品可实现高达270W的输出功率。这足以应对当下USB PD3.1快充标准中最高240W的输出应用，并且该套方案在保证高效率的同时，还能实现精简的外围电路设计，为大功率USB PD快充充电器以及其他大功率电源产品应用提供了高性能解决方案。
充电头网了解到，PI针对大功率电源应用推出这套PFC+LLC电源方案总共由三颗芯片组成，其中PFC控制器HiperPFS-5，采用内置PowiGaN氮化镓功率器件设计；HiperLCS-2芯片组则包含了一颗隔离控制芯片和一颗独立半桥功率芯片。
值得一提的是，该方案的PFC功率因数校正电路和LLC电路的效率均可达到98%以上，组合设计成大功率电源，不仅芯片外围器件大幅减少，而且据PI官方测试数据显示，225W的电源满载输出时，整机效率可达到95%以上，并拥有极低的空载功耗。
根据PI高级培训经理Jason Yan介绍，PI这款全新的PFC控制器HiperPFS-5与市面上常见的PFC控制器有别，其内置了750V PowiGaN功率开关，在90-308Vac输入时均有优异的PFC性能，230Vac满载时拥有98.3%的效率。
HiperPFS-5采用准谐振（QR）非连续导通模式（DCM）控制技术，在不同输出负载、输入电压和工频周期内对开关频率进行调整。QR模式的DCM控制可减低开关损耗并可使用低成本的升压二极管；并且DCM模式相较于传统的临界导通模式（CRM）升压PFC电路，升压电感尺寸减小一半。
芯片控制引擎还具有功率因数增强功能（PFE），即在高压输入轻载情况下，控制引擎会对输入电流的波形进行微调，以补偿输入端EMI滤波电容及电路母线两端的去耦电容对功率因数及谐波电流造成的影响。这样可以保证即使在轻载情况下，功率因数也会高于0.96。
此外，该芯片还集成了X电容放电功能、自供电、无损电流检测等功能，外围电路精简，仅需25颗器件即可完成PFC电路设计。
PI高级产品营销经理Edward Ong表示：“在OEM原厂和非原厂供应商竞相为移动设备推出最快、最小、最通用的USB PD充电器的背景之下，HiperPFS-5 IC可以为工程师提供关键优势。我们做到了将PI特有的PowiGaN开关与准谐振、变频非连续导通模式升压PFC拓扑结构相结合。而如果将HiperPFS-5 IC与我们新推出的HiperLCS2芯片组或InnoSwitch4-CZ有源钳位反激IC搭配使用，设计工程师可以轻松超越最严格的效率标准，同时将物料清单缩减一半，设计出精致小巧的超快速充电器。”
HiperLCS-2芯片组由一颗集成高带宽的LLC控制器、同步整流驱动器、FluxLink隔离控制电路的芯片，和一颗集成600V FREDFET、上管和下管的驱动器、无损耗的电流检测的独立半桥功率芯片组成。
这两颗芯片均采用PI经典的InSOP-24超薄封装，相较于传统的分立方案，HiperLCS-2芯片组简化了LLC电路设计，外围元件数量减少40%；同时也获得了高达98.1%的满载效率，并拥有小于50mW的空载功耗以及全面的保护功能。
得益于这种高集成、高效率架构，在设计大功率电源时可以无需使用散热片，同时也能满足PC电源80 PLUS钛金标准要求。
HiperPFS-5加上HiperLCS-2芯片组的电源方案适用于电视机、带USB PD接口的显示器、电动车、电动工具、打印机、投影仪、电源适配器、PC主机电源、游戏机，以及240W功耗的家电应用。通过右侧的220W电源PCB板图片可见，除了PI的三颗芯片外，PCB板上的器件数量极为精简，这降低了大功率电源设计难度，并可加速新产品的量产上市。
充电头网总结
在快充电源领域，大功率快充已经成为了市场的未来发展趋势，尤其是掌握着主流快充标准的USB-IF协会发布了USB PD3.1快充标准，可实现最大240W的充电功率。
为了应对大功率电源的应用需求，PI推出了这套高性能的PFC+LLC电源方案，其中PFC功率因数校正部分采用了一颗芯片HiperPFS-5，内部集成PowiGaN功率器件，相较于传统分立器件方案集成度更高，外围器件更少，且可让升压电感尺寸缩小一半以上。LLC谐振和同步整流部分采用了HiperLCS-2芯片组，将控制器集成到一颗芯片中，功率半桥集成在另外一颗芯片中，与传统方案相比减少了40%的元件数量。
值得一提的是，HiperPFS-5和HiperLCS-2芯片组拥有极高的转换效率，二者搭配使用，综合满载效率可达到95% 以上。外围精简和高效率都将有助于实现大功率、小尺寸电源设计，为未来大功率快充电源开发提供了全新的方案选择。
据悉，HiperPFS-5 + HiperLCS-2芯片组将于今年第三季度全面量产，目前可以联系PI代表处申请样品。
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