GaN+数字控制的技术演进,晶丰明源、PI推出多款合封PFC芯片

查股网  2025-05-04 00:10  晶丰明源(688368)个股分析

驱动交流电源高效运作的PFC芯片,可优化输入电流波形,使电流与电压同相位运行,从而有效提高功率因数、减少谐波干扰,为下游DC-DC变换器提供更稳定的输入电压。临界导通模式(CrM)因其在波谷时刻导通的特性,可有效降低开关损耗并兼顾中低功率区间的更高效率,成为中小功率快充及适配器领域的首选。

第三代宽禁带半导体技术的成熟,也让GaN器件凭借更高的电子迁移率与更低的导通电阻,可在数百千赫兹甚至更高频率下稳定工作,进而大幅缩小磁性元件体积并提升整体功率密度。通过将优化的栅极驱动器与GaN HEMT集成于同一封装,可有效抑制栅极环路电感与寄生,提升动态响应与系统稳定性。在此趋势下,数字控制与宽禁带半导体的深度融合,正为PFC方案带来更高的效率与可靠性。

目前已有多家企业计划或已推出合封PFC芯片,接下来充电头网来详细汇总一下

其中东科半导体预计在2025年第二季度推出全新合封PFC芯片DK83XX系列,敬请期待。

BPS晶丰明源

BP83223

晶丰明源BP83223,是一颗内部集成650V耐压,115mΩ导阻增强型氮化镓开关管的主动式PFC芯片,采用单级结构,可有效芯片PFC电感和高压滤波电容,减小体积降低成本,内部集成高压启动和输入电压采样电路,具备增强的PF控制算法,只需要很少的外围器件就可以实现高精度恒压输出、高功率因数和低电流谐波。

BP83223输出功率最高可达100W,待机功耗极低,在230V电压下待机功耗小于100mW,具有优异的线性调整率和负载调整率,并且内置了动态加速模块,能有效地改善系统对负载的响应速度,提供稳定的输出电压性能。

BP83223 采用 Ton 时间控制机制,内置了 PF 增强控制算法,可轻松满足轻载下的新 ErP 分次电流谐波标准。准谐振工作模式(BCM 和 DCM)在谷底开通功率管,可实现更高的效率和较优的 EMI 性能。

BP83223 采用了频率折返控制技术,系统在较大负载时工作于 BCM 模式,随着负载减小进入 DCM 模式,同时降低开关频率,有利于提高轻载效率。BP83223 内置多种保护,包括逐周期限流、输出短路保护、输出过压保护、次级整流管短路保护、过载保护、VCC 过压/欠压保护、输入欠压保护、以及过温保护等。BP83223 采用 ESOP-10 封装,具备较好的散热性能。

Power Integrations

PI HiperPFS-5

HiperPFS-5 是 PI 推出的高集成度功率因数校正(PFC)控制器 IC,集成了 750 V PowiGaN 开关和无损电流检测功能,利用极低的开关损耗在整个负载范围内实现高效率。该器件采用低轮廓 InSOP-T28F 封装,配备源电位冷却垫,可将热量直接导入 PCB,消除散热片需求,在无需外部散热管理的情况下实现高达 240 W 峰值输出。

在准谐振非连续导通模式 (DCM) 下,HiperPFS-5 动态调整开关频率以减少损耗,较传统连续导通模式 (CrM) PFC 设计缩小约 50% 的升压电感尺寸,并支持使用低成本二极管。器件集成高压启动、自供电和自动 X 电容放电功能,无需辅助绕组或外部放电电路即可简化系统设计。在 90–305 VAC 通用输入范围内运行,并可在电网浪涌时持续承受高达 460 VAC 电压,确保全球范围内的电网兼容性。

HiperPFS-5 在 10% 至 100% 负载下可实现超过 98.3% 的转换效率,并在 20% 轻载时保持超过 0.96 的功率因数,从而降低损耗并简化 EMI 滤波设计。可编程 Power Good 信号和并联支持使多相 PFC 设计更易扩展,而集成的功率因数增强功能可补偿 EMI 滤波器和整流桥的失真。约 25 个外部无源元件即可实现完整 PFC 级,提供更加紧凑的解决方案,广泛应用于 USB PD 充电器、高功率适配器、LED 照明及工业电源等领域。

HiperPFS-5 符合 IEC 62368 安全认证并支持 –40 °C 至 150 °C 工业级温度范围,保证在恶劣环境下的可靠性和寿命。丰富的参考设计,包括 220 W 高效 USB-PD 和 500 W PFC 前端方案,可加速产品验证并优化不同功率系统的性能。

充电头网总结

当前,PFC技术的迭代与宽禁带半导体材料的应用,正推动电源行业迈入高效化、高功率密度与小型化的新阶段。合封PFC芯片凭借其高度集成、低损耗与高可靠性的优势,成为产业链突破效率瓶颈的核心路径。晶丰明源、Power Integrations等企业的全新方案,不仅验证了氮化镓器件与数字控制深度融合的技术潜力,更通过简化外围电路、优化动态响应,为电源设计提供了标准化、模块化的解决思路,进一步加速了高能效电源产品的商业化进程。

行业竞争格局的演变也印证了这一趋势。目前各大头部企业正通过差异化技术路径加速合封方案的商业化落地,推动PFC芯片向更高集成度、更优性价比迈进。值得关注的是,东科半导体也预计将于2025年第二季度推出同类合封PFC芯片,这一布局将进一步激发市场活力,促进行业技术迭代与供应链多元化。随着更多厂商入局,合封技术的规模化应用有望降低GaN方案门槛,加速中高功率场景的渗透。