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南芯推出SC3201 PFC 控制芯片

发布时间:2022-06-14 责任编辑:wenwei

【导读】近年,手机、笔记本电脑等移动智能终端大面积普及,后疫情时代户外活动反弹式爆发,抗疫/抢险等户外紧急用电需求大幅度增长,以及新能源汽车产业带动的高倍率汽车级电芯的发展,大功率快充成为主流趋势,快充市场对快充头的功率等级不断提升,对功率密度、效率、稳定性和安全性要求也越来越高。


针对功率大于75W以上的中大功率充电器、适配器等,通常需要进行功率因数校正(PFC),这也带动了相应的PFC控制器、电感、整流滤波等器件的市场需求。


南芯顺势推出PFC控制芯片——SC3201,可满足中大功率充电器、适配器对功率因数和输入电流谐波的要求。


关于功率因数校正(Power Factor,PF)


功率因数是有功功率与视在功率的比值。电网电压通常为50Hz或60Hz的交流正弦波,如果接入电网的负载为纯阻性负载,输入电流会是与输入电压同相位的正弦波;但实际接入电网的设备通常为非阻性负载,因此,输入电流并非正弦波,且与电网电压存在相位差,产生很大的无功功率,PF值较低,如下图所示。


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IEC 61000-3-2等国际法规对接入电网设备的电流谐波提出了限制,对于USB Type-C充电器、笔记本适配器等设备,需要满足Class D谐波标准;对于照明类设备,需要满足更为严苛的Class C谐波标准,因此需要功率因数校正电路。采用PFC电路后的输入电压与输入电流波形,如下图所示。


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PFC电路可以提高功率因数,降低各次电流谐波,从而降低输入电流的有效值,又利于较小输入滤波器的铜损和线路损耗,提高电能的整体传输效率。


SC3201产品介绍


SC3201是一种用于升压变换器的功率因数校正(PFC)控制器,采用多模式控制策略,无需在Boost电感上添加辅助绕组就可实现精确的谷底检测,适合于宽输出电压场景,大大减少外围器件。


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南芯SC3201 PFC控制器可搭配高频QR控制器SC30xx系列以及同步整流控制器SC35xx系列,形成80W-160W的整套解决方案。


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南芯100W方案 demo展示


以100W适配器设计为例,采用SC3201+SC3057+SC3503整套方案,可在全输入范围获得高PF值与高效率。整机满载效率可达94.3%,在90Vac最低输入电压仍然可以达到92.3%的效率值;在全电压范围内,PF值均在0.9以上。


●    全套方案:SC3201+SC3057+SC3503 100W PC适配器

●    支持额定功率100W,120W峰值输出功率

●    最高效率可达94.3%

●    高功率因数


效率曲线:


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PF值曲线:


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结 语


南芯SC3201采用SOT23-6封装,VDD支持9-30V,SC3201不仅支持VFB过压保护、VDD欠压保护、周期限流保护、超高温保护等多重保护措施,还支持第二级独立的过压、欠压、过流保护。可广泛用于USB-PD充电器,AC-DC适配器,LED驱动器、工业电源、电动工具等领域。欢迎垂询。



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