瞻芯電子最新圖騰柱PFC控制芯片IVCC1104主要技術特點與應用方案

近期，瞻芯電子推出一款最新的模擬圖騰柱PFC控制芯片IVCC1104，該產品延續了IVCC110x系列芯片高速、精確、緊湊的特點，并結合大量實際應用經驗，升級完善了多項控制技術，助力高性能電源開發和應用。IVCC1104已通過測試認證，正式投入量產。

IVCC1104作為一款模擬圖騰柱PFC控制芯片，內置高速、精確、可靠的模擬控制器，相比于數字控制芯片，封裝更緊湊(16pin)，無需編程調試，不論搭配碳化硅(SiC)器件或氮化鎵(GaN)器件，都能大幅簡化器件選型，降低物料成本，加快電源產品的開發速度，還能解決一系列控制難點，保障開關電源方案的高效率、高可靠性，助力產品快速開發與推廣。

封裝引腳

IVCC1104的設計非常緊湊，現有2種封裝SOIC-16和QFN -20，如下圖：

應用領域

圖騰柱PFC控制芯片IVCC1104常用于300W-4000W的高效率、緊湊型開關電源，適用于下列電路環境：

? 交流或直流輸入

? 霍爾采樣電流或電阻采樣電流

? 400Hz 及以上輸入的PFC 控制

典型應用場景如下：

? 服務器電源

? 緊湊型PFC 電源模塊

? 電視和游戲Xbox 電源

? 大功率手機和筆記本電腦充電器

? 航空電子電源

主要技術特點

1、輸入電壓前饋的平均電流模式控制。由于IVCC1104采用了先進的平均電流模式和輸入電壓前饋的控制方式，在前饋分量提供D’ =Vin/400V 的占空比基礎上，使得電流環只需提供很小的占空比調整。IVCC1104本質上加快了電流環路，并產生了出色的電流跟蹤指令。

2、交流掉電自動防電流倒灌。帶交流整流同步管的圖騰柱PFC實質上是一個雙向變換器。當交流輸入電壓突然下掉時，如果不能及時關閉開關器件，會導致母線電解電容能量倒灌回AC側，從而產生很大的倒灌電流。因為IVCC1104采用自主專利中輸入電壓前饋控制，所以它能幾乎無延遲地調整PWM 輸出，從而防止功率電感上的電流出現反向倒灌。因此IVCC1104也可用于400Hz高頻輸入的航空電子電源場景。

3、優化平滑的交流電流過零點控制。在每個交流輸入的過零點，檢測輸入電壓，通過自主專利中的過零點控制技術，占空比可以快速響應AC電壓變化，再縮短過零死區時間，同時提高過零軟啟時的開關頻率（200kHz左右），能夠減小過零時的電流尖峰和紋波，完美地實現平滑的交流過零電流。

4、兼顧低總諧波失真(THD)和快電壓環控制。在電壓環中，采用一種混合控制專利技術，在穩態運行時，僅在輸入電壓的過零點處，對輸出電壓進行采樣，來消除輸出上的二次諧波對THD的影響；而在動態時，輸出電壓反饋信號會跳過采樣保持電路，進入非線性控制環路，來加快電壓環以減小輸出電壓的波動，從而使這兩方面的控制能夠得到有效的結合，提升電路的整體運行效果。

5、抗雷擊保護。由于雷擊波電壓上升速度快，并隨機地同相或反相地疊加到AC電壓上，檢測電路和控制器必須快速測出輸入電壓極性并做相應的控制調整，否則容易損壞后級電路。IVCC1104采用快速的模擬檢測電路和固化的控制邏輯，能穩定而有效地應對這種特殊場景，減小或消除雷電波對開關管的沖擊。

下圖為模擬雷擊時的驅動波形（1500V/2Ω）：

其它特性

? 具有UVLO的5V VCC 供電

? 2個低頻和2個高頻PWM 驅動信號

? 高達150kHz 可編程PWM 頻率 及死區時間的設置

? 輸出過壓保護、開環保護

? 交流輸入過壓保護和欠壓保

? 平均電流模式及逐波峰值電流限制

? 在交流輸入過零點處輕載陣發，減小噪聲

? 繼電器信號在交流輸入過零時同步輸出，便于控制，減少浪涌電流

? 可選的周波陣發模式

IVCC1104的技術升級

備注：

Rac為輸入電壓的采樣電阻；

RDT2為繼電器控制信號引腳/Relay與GND之間的電阻；

RRT為開關頻率編程引腳/RT與GND之間的電阻。

應用方案

自2021年11月瞻芯電子推出業界第一款圖騰柱PFC控制芯片IVCC1102以來，該產品憑借獨到的模擬控制技術，在業界引發廣泛關注，并于2022年榮獲中國電源學會頒發的“優秀產品創新獎”。隨后，瞻芯電子與多家知名公司合作開發了多種高性能PFC電源方案，功率范圍覆蓋300W-4000W。IVCC1104芯片作為同系列升級版產品，可完全兼容替代IVCC1102芯片應用。

1.Transphorm 330W PD快充及電源適配器方案

2.鎵未來 700W 鈦金級電源方案

3. 瞻芯電子2500W TTP PFC 參考設計

4. 英諾賽科2000W12V 電源方案

5. 楚源3000W 通信電源 CY0168