新品推出 | 高性能連續(xù)導通模式 PFC 控制器 KPE2851X/KPE2852

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)校正（Power Factor Correction，簡稱 PFC）已經(jīng)成為電源設計中不可忽視的重要因素之一，直接關系到電網(wǎng)的穩(wěn)定性、能效以及對環(huán)境的影響。

2023 年，必易微推出了臨界導通模式 (CRM) 的高性能 PFC 控制器 KP2806(A)。PFC 工作在臨界導通模式具有諸多優(yōu)點，如功率開關管零電流開通，續(xù)流二極管無反向恢復問題等，適用于 500W 以下功率段的應用。當功率等級進一步提高時，CRM 運行的缺點（如峰值電流高，電流紋波大，磁件體積大等）愈加明顯。

必易微已提供雙相交錯并聯(lián)的 CRM PFC 控制器 KP2822 的解決方案，功率平攤至兩路，適用于扁平化的結構設計。現(xiàn)在，我們全新推出高性能連續(xù)導通模式 (CCM) 的 PFC 控制器 KPE2851X/KPE2852，可進一步提高 PFC 應用的功率等級，具有低成本，高功率密度等優(yōu)點。

KPE2852 開關頻率可根據(jù) SET 管腳對地電阻配置，阻值Rset 選取與開關頻率 fsw對應關系曲線如圖 3。因此 KP2852 可滿足多種運用需求，如低頻，EMI 調試簡單；高頻，功率密度提升。

KPE2851X 的開關頻率只有 3 檔可選，65kHz/133kHz/200kHz，但這三檔典型的頻率基本覆蓋大多數(shù)的應用需求。同時 KPE2851X 的 BR 管腳可采集輸入電壓，可根據(jù)客戶指標要求，設定設備開始工作時的交流輸入電壓值，且在 AC 掉電時及時保護。

對于工作在 CCM 下的 PFC 電路，過流保護尤為重要，以避免功率器件在暫態(tài)工況（如空載切滿載）時因過電流應力而被損壞。KPE2851X 集成了逐周期過流保護功能 (CBC OCP)，在每個功率開關管開通過程中，當 CS 管腳流出電流達到 OCP 觸發(fā)閾值時，驅動立刻關閉。

KPE2851X 還集成了過載保護 (OLP)，可以看作是與輸入電壓相關的二級 OCP 保護，也是逐周期保護。CS 管腳的采樣電壓可表征輸入電流大小， BR 管腳的采樣電壓可表征交流輸入電壓大小。因此，兩者乘積 (ICS?VBR) 可近似代表輸入功率大小，當 (ICS?VBR) 大于過載保護閾值時，驅動立刻關斷。

KPE2852 同樣集成逐周期過流保護功能 (CBC OCP)，在每個功率開關管開通周期中，當 CS 管腳電壓達到 OCP 觸發(fā)閾值時，驅動立刻關閉。同時 KPE2852 還集成了軟過流保護功能，當 CS 管腳電壓達到 SOCP 觸發(fā)閾值時(低于 OCP 觸發(fā)閾值)，COMP 管腳會被內部電阻下拉而電壓降低，以限制功率輸出。

由于 PFC 系統(tǒng)的環(huán)路帶寬較低 (一般設計值低于 20Hz)，以抑制二倍工頻紋波電壓，進而改善 THD。但對于輕載切重載的暫態(tài)工況，這會導致系統(tǒng)恢復時間長，或母線電壓跌落過低，導致后級電路觸發(fā)保護而系統(tǒng)宕機。KPE2851X/KPE2852 集成動態(tài)加速功能，當輸出電壓跌落超過閾值，芯片會給補償網(wǎng)絡快速充電，驅動脈寬大幅增加以迅速增加能量輸出，系統(tǒng)得以快速恢復到額定輸出電壓。

為了避免系統(tǒng)啟動時電流應力過大，KPE2851X/KPE2852 具有軟啟動功能，在輸出電壓未完成建立之前，芯片的動態(tài)加速功能關閉，COMP 管腳電容緩慢充電，占空比逐漸增加。

KPE2851X/KPE2852 在控制策略的設計上，即可保證理論上輸入阻抗為常數(shù)，PF=1。

如下圖所示為 600W Demo 板，KPE2851X/KPE2852 和競品的對比測試數(shù)據(jù)。

KPE2851X/KPE2852 集成完備的保護功能，如下表所示，提高了系統(tǒng)的可靠性。