PFC芯片 (功率因數(shù)校正控制器)在電源系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在以下方面：

提高電能利用效率

通過(guò)優(yōu)化輸入電流波形與電壓的相位匹配，顯著提升功率因數(shù)(PF值接近1)，減少電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。例如， 必易微KP2801A芯片 采用臨界導(dǎo)通模式(CRM)和斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)的智能切換技術(shù)，滿載時(shí)工作在CRM模式以提高效率，輕載時(shí)切換至DCM模式降低損耗。 ?

降低輸入諧波干擾

PFC芯片通過(guò)控制算法減少輸入電流諧波(THD<15%)，避免對(duì)電網(wǎng)造成污染。例如， 晶豐明源BP2628芯片 支持最高540KHz開(kāi)關(guān)頻率，配合氮化鎵開(kāi)關(guān)管和碳化硅二極管，有效減小電感體積并抑制電磁干擾。 ?

增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性

內(nèi)置欠壓/過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等多重安全機(jī)制，避免過(guò)載或異常工況下的系統(tǒng)損壞。例如，KP2801A支持逐周期電流限制(OCP)、異常過(guò)流保護(hù)(AOCP)及過(guò)熱保護(hù)(OTP)，確保運(yùn)行可靠性。 ?

適配多種應(yīng)用場(chǎng)景

適用于消費(fèi)電子、電動(dòng)工具、工業(yè)電源等領(lǐng)域。例如，BP2628D專為中大功率快充設(shè)計(jì)，支持二極管零電流關(guān)斷技術(shù)，降低待機(jī)功耗并提升轉(zhuǎn)換效率。

PFC芯片是如何工作的?

PFC芯片在儲(chǔ)能中的工作原理主要基于有源功率因數(shù)校正(APFC)技術(shù)，通過(guò)調(diào)整電路中的電流和電壓的相位關(guān)系，以提高電能的使用效率和減少電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PFC芯片通過(guò)控制輸入電流、穩(wěn)定直流母線電壓、調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及提供保護(hù)功能等步驟，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

所謂的功率因素是指電源系統(tǒng)中有效功率與視在功率的比值，是衡量電能利用效率的重要指標(biāo)。通常而言，這個(gè)比值應(yīng)該接近于1，意味著電能的利用效率較高，能量損耗較小。

具體來(lái)看，PFC芯片的工作可以分為幾個(gè)步驟。首先是整流與濾波，交流電經(jīng)過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)濾波電路去除高頻噪聲。然后使用BOOST電路或其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將電壓升高到所需水平。BOOST電路簡(jiǎn)單且效率高，能夠提供一定的升壓能力。

同時(shí)，PFC芯片通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉，調(diào)節(jié)電感中的電流，使其跟隨電壓波形變化，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的校正。通常在全橋輸出后接一個(gè)電感，作為儲(chǔ)能元件，用于存儲(chǔ)和釋放能量，以穩(wěn)定輸出電壓。

一些先進(jìn)的PFC解決方案采用數(shù)字控制，如基于STM32G4的數(shù)字控制PFC解決方案，這可以提高系統(tǒng)的智能化水平和性能。為了提高效率，可以采用寬禁帶器件(如SiC或GaN)，這些器件具有良好的反向恢復(fù)特性，有助于減少導(dǎo)通損耗和提高效率。

因此，PFC芯片在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的作用是確保電能的有效利用和設(shè)備的高效運(yùn)行，同時(shí)也有助于滿足相關(guān)的電力標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。通過(guò)這種方式，儲(chǔ)能設(shè)備不僅能夠更好地為用戶服務(wù)，還能夠減輕對(duì)電網(wǎng)的壓力。

并且PFC芯片通過(guò)改善功率因數(shù)，可以減少電能的無(wú)效損耗，使得儲(chǔ)能設(shè)備在充電和放電過(guò)程中能夠更高效地使用電能。這對(duì)于便攜式儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)樗鼈兺枰跊](méi)有外部電源的情況下長(zhǎng)時(shí)間工作。

儲(chǔ)能設(shè)備的性能不僅取決于其儲(chǔ)能容量，還包括其效率和對(duì)電網(wǎng)的影響。使用PFC芯片可以提升整體性能，使得儲(chǔ)能設(shè)備在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。

市場(chǎng)中的PFC芯片方案

20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)科羅拉多大學(xué)的Erickson教授等人提出了單級(jí)PFC變換器的概念，旨在通過(guò)合并前置Boost電路和后隨的Flyback或Forward變換器的MOSFET來(lái)減少元器件數(shù)量，降低成本，并提高效率。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，PFC技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在電力、冶金、化工、煤炭、通訊、家電等領(lǐng)域。市場(chǎng)中也出現(xiàn)了許多PFC芯片公司，為各種場(chǎng)景提供解決方案。

比如ST、TI、PI、英飛凌、安森美等大廠都有相應(yīng)的解決方案。而國(guó)內(nèi)的企業(yè)也有對(duì)應(yīng)的優(yōu)秀解決方案，比如晶豐明源的BP2628，該芯片支持臨界連續(xù)模式或斷續(xù)模式，可實(shí)現(xiàn)二極管零電流關(guān)斷，有助于提高轉(zhuǎn)換效率，并降低電磁干擾。

并且BP2628還內(nèi)置有完善的保護(hù)功能，包括逐周期過(guò)流保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，芯片供電欠壓保護(hù)，反饋引腳短路保護(hù)，芯片內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)等保護(hù)功能，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。同時(shí)還可利用反饋腳短路保護(hù)功能進(jìn)行PFC級(jí)的開(kāi)關(guān)控制，降低系統(tǒng)的待機(jī)功耗。

儲(chǔ)能設(shè)備中功率因數(shù)校正(PFC)芯片的關(guān)鍵作用與市場(chǎng)趨勢(shì)

儲(chǔ)能設(shè)備的核心功能在于充電和放電，但能量損耗可能導(dǎo)致整體能效降低。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性和穩(wěn)定性也是挑戰(zhàn)，容易產(chǎn)生過(guò)載等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，功率因數(shù)校正(PFC)控制器芯片應(yīng)運(yùn)而生，成為儲(chǔ)能設(shè)備不可或缺的組成部分。

PFC芯片的工作原理

PFC芯片采用有源功率因數(shù)校正(APFC)技術(shù)，通過(guò)調(diào)整電路中電流和電壓的相位關(guān)系，提高電能利用效率，減少電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。其工作步驟包括整流與濾波、BOOST電路升壓、控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉等。通過(guò)這些步驟，PFC芯片實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的校正，確保電能有效利用和設(shè)備高效運(yùn)行。

功率因數(shù)的關(guān)鍵意義

功率因數(shù)是電源系統(tǒng)中有效功率與視在功率的比值，是電能利用效率的重要指標(biāo)。接近于1的功率因數(shù)表示高效利用電能，降低能量損耗。PFC芯片通過(guò)改善功率因數(shù)，提高儲(chǔ)能設(shè)備在充放電過(guò)程中的電能利用效率，尤其對(duì)便攜式儲(chǔ)能設(shè)備至關(guān)重要。

PFC芯片解決方案與市場(chǎng)趨勢(shì)

工作原理與數(shù)字控制：一些先進(jìn)的PFC解決方案采用數(shù)字控制，如基于STM32G4的數(shù)字控制PFC解決方案，提高系統(tǒng)智能化水平和性能。

寬禁帶器件應(yīng)用：采用寬禁帶器件(SiC或GaN)可減小導(dǎo)通損耗，提高效率，適用于高性能需求。

市場(chǎng)中的PFC芯片方案：ST、TI、PI、英飛凌、安森美等廠商提供多種PFC芯片解決方案，滿足不同領(lǐng)域需求。國(guó)內(nèi)企業(yè)如晶豐明源、南芯科技、必易微縮等也推出了優(yōu)秀解決方案。

第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用：GaN開(kāi)關(guān)管與SiC二極管的普及提高了PFC的工作效率，減小電感體積，提高功率密度。

提高電能利用效率：PFC芯片通過(guò)有源功率因數(shù)校正技術(shù)，精密控制電流與電壓的相位，使功率因數(shù)接近1，從而顯著提高電能利用效率，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。

優(yōu)化儲(chǔ)能設(shè)備性能：在儲(chǔ)能設(shè)備的充電與放電過(guò)程中，PFC芯片能夠解決能量損耗和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性挑戰(zhàn)，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，避免過(guò)載問(wèn)題。這對(duì)于便攜式設(shè)備尤為重要，能夠延長(zhǎng)其使用時(shí)間并提升用戶體驗(yàn)。

推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)：現(xiàn)代PFC芯片采用數(shù)字控制技術(shù)，如STM32G4等，提升了系統(tǒng)的智能性和性能。同時(shí)，寬禁帶器件如SiC和GaN的應(yīng)用，進(jìn)一步減少了導(dǎo)通損耗，適應(yīng)了高性能需求。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅提升了PFC芯片的效率，還為儲(chǔ)能設(shè)備帶來(lái)了革命性的提升，推動(dòng)了整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

適應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：隨著第三代半導(dǎo)體材料的普及，如GaN開(kāi)關(guān)管和SiC二極管，PFC芯片的效率將得到進(jìn)一步提升，電感體積將縮小，功率密度將提升。這將使儲(chǔ)能設(shè)備更加高效、緊湊和可靠，適應(yīng)未來(lái)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的發(fā)展趨勢(shì)。

通過(guò)PFC芯片的應(yīng)用，儲(chǔ)能設(shè)備不僅提高了電能利用效率，還減輕了對(duì)電網(wǎng)的壓力。市場(chǎng)上豐富的PFC芯片解決方案，尤其是結(jié)合數(shù)字控制和先進(jìn)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，使得儲(chǔ)能設(shè)備在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中更具競(jìng)爭(zhēng)力。在未來(lái)，隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新，PFC芯片將繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，推動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備的性能提升。