前言

在电信、服务器和数据中心的电源系统，甚至小功率的适配器电源中，高效率和小尺寸始终是开关电源设计的最重要考虑因素。为实现功率效率和尺寸改进的目标，特别是随着第三代半导体器件氮化镓和碳化硅的大范围应用，电源开关的设计需要采用更适合的拓扑和新的控制方案。

传统的有桥 PFC 拓扑通常依赖于桥式整流器，这种设计在高功率密度应用中存在固有的效率限制。而且桥式整流器中的二极管在导通时也会产生较大的导通损耗，不仅限制了整体效率，还可能导致系统过热。

与此相对，图腾柱无桥PFC（Totem-Pole PFC）技术通过去除桥式整流器中的二极管，从根本上解决了这一效率瓶颈。这种无桥设计不仅减少了功率损耗，还简化了系统结构，提高了功率密度。通过数字控制技术的引入，TTP PFC能够实现更精确的电流检测和控制，优化系统在不同负载条件下的性能。与传统PFC相比，TTP PFC在轻载和过载情况下的瞬态响应更为出色，适用于极致紧凑小巧的电源应用。

图腾柱PFC控制器

充电头网统计了多家企业所推出的图腾PFC控制器。并将这些信息汇总整理，形成了下表，详细展示了各家企业的主打产品及其封装特点。

排名不分先后，按企业英文首字母顺序排列。

Chipown芯朋微

芯朋微PN6811

PN6811是一款高集成度的图腾柱无桥功率因数校正（PFC）控制芯片，专为提高系统效率和优化热管理而设计。该芯片采用固定导通时间（FOT）控制机制，支持在临界导通模式（CRM）和不连续导通模式（DCM）下运行，可有效降低功率器件的开关损耗和提升整体性能。外部器件数量少，设计灵活，便于优化布局和降低热设计的复杂性，特别适合高效功率转换和高密度应用场景。

PN6811内置多项核心功能，包括高效的自适应死区控制和频率切换功能，以优化轻载效率并降低待机功耗。同时，芯片集成了全面的保护机制，包括VCC欠压保护、输出过压保护、交流欠压保护、过温保护、过流保护以及短路保护等，确保运行的稳定性和安全性。芯片支持135kHz、270kHz和500kHz的三档频率切换，满足不同应用场景需求，并通过准谐振模式（ZVS）实现开关损耗的进一步降低。其内置低功耗模式和低电流谐波特性，使其在高能效标准下表现出色。PN6811采用QFNWB6×8-40L封装，适用于适配器和充电器等领域。

FANTASTICHIP梵塔

梵塔FAN6616

FAN6616是一颗高性能多模式的图腾柱PFC控制器，具有高集成度，高效率，高PF值和低THD等特点。芯片具备DCM、CRM和CCM工作模式，并可根据负载状态自动切换模式，提升转换效率。

FAN6616内部集成MTP存储器，具有丰富的配置选项，用户可通过图形界面配置环路、开关频率、工作模式和自适应谷底数等。芯片内部集成逐周期过流保护、过载保护、欠压锁定、过热保护和过压保护，具备SOIC-16和QFN-20封装。

FAN6616详细资料。

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梵塔FAN6618

FAN6618是一款集成了多种功能的图腾柱PFC控制器，它采用基于峰值电流控制的CCM/CRM/DCM多模式工作机制，能够灵活地在工频周期内配置单模式或多模式工作，以实现最高效率。

FAN6618跟FAN6616的区别在于FAN6616采用Shunt电流采样，而FAN6618采用霍尔电流采样，相对来说Shunt采样成本较低，设计简单，在低至中等电流范围内可以提供高精确的电流测量。而霍尔电流可以提供快速的电流响应，由于不需要与被测电流直接接触，具有很宽的测量范围，适用于高压或高电流环境。

此外，该芯片具备自适应DCM谷底切换工作能力，支持超过300kHz的高频操作，并通过过零点软起控制技术，实现平滑的交流电流过零点，减少开关损耗。此外，FAN6618还支持UART在线通讯，具有功率计功能，内置BOOST Follower功能，允许输出电压跟随输入电压，同时具备抗浪涌设计，增强了电源系统的稳定性和可靠性。

FAN6618内部集成MTP存储器，具有丰富的配置选项，用户可通过图形界面配置环路、开关频率、工作模式和启机时间等。芯片内部集成输入过压/欠压保护、输出过压欠压保护、CS短路保护、过温保护等，提供SOIC-16和QFN4*4两种封装。

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Hynetek慧能泰

慧能泰HP1010

为了实现图腾柱无桥 PFC 的高效要求并克服它带来的各种挑战，慧能泰推出了业界首款图腾柱无桥 PFC 专用数字控制器 HP1010，其数字架构基于高速数字状态机架构，并集成了高性能模拟前端以及高速比较器，确保了图腾柱无桥 PFC 的高性能实时控制。

HP1010 提供的逐周期限流保护 (CBC) 可有效避免因电源电压异常波动过程中引起的过电流问题，浪涌电压保护功能可以使在浪涌过电压尤其是正半周反向雷击、负半周正向雷击时快速关断慢速同步整流管，有效增强图腾柱无桥 PFC 的稳定性和可靠性。此外，HP1010 还集成了丰富的可编程保护功能，包括：输入电压过压/欠压保护、输出电压过压/欠压保护、输出反馈电压开路保护等，保护功能参数与使能均可独立配置。

HP1010 具备智能切换模式（CCM、DCM和Burst Mode），以适应不同负载条件下的需求，并实现良好的轻载效率。HP1010 支持开关频率延展功能，可以有效提升图腾柱无桥 PFC 电源系统的电磁干扰（EMI）性能。仅需通过图形用户界面（GUI）软件即可对芯片功能进行设定以满足新方案的需求，加速产品设计和上市时间。

作为业界首颗图腾柱无桥 PFC 数模混合专用控制器，灵活的设计特点，使其可广泛应用云计算/服务器电源、高性能计算机、5G/电信电源、工业电源、超高密度 (UHD) 电源等电源系统。

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Inventchip瞻芯电子

瞻芯模拟PFC控制芯片IVCC1104

IVCC1104是瞻芯创新开发的模拟PFC控制芯片，适用于图腾柱无桥PFC电路，它延续了IVCC110x系列芯片高速、精确、紧凑的特点，并结合大量实际应用经验，升级了多项控制技术，助力高效电源开发和应用。

图腾柱无桥PFC是一种非常简单的功率因数校正(PFC)电路，可实现高效的AC-DC变换，在连续模式(CCM)图腾柱PFC控制芯片 IVCC1102 问世之前，由于图腾柱PFC控制的复杂性，数字电源控制芯片是市场上唯一实现图腾柱PFC的解决方案。尽管灵活性有优势，但数字电源项目开发的难度和成本提高了应用导入的门槛。

IVCC1104作为一款模拟图腾柱PFC控制芯片，内置高速、精确、可靠的模拟控制器，相比于数字控制芯片，封装更紧凑(16pin)，无需编程调试。

不论搭配碳化硅(SiC)器件或氮化镓(GaN)器件，都能大幅简化器件选型，降低物料成本，加快电源产品的开发速度，还能解决一系列控制难点，保障开关电源方案的高效率、高可靠性，助力产品快速开发与推广。

图腾柱无桥PFC工作原理

主要技术特点

1、输入电压前馈的平均电流模式控制。由于IVCC1104采用了先进的平均电流模式和输入电压前馈的控制方式，使得电流环只需提供很小的占空比调整。

2、交流掉电自动防电流倒灌。带交流整流同步管的图腾柱PFC实质上是一个双向变换器。当交流输入电压突然下掉时，如果不能及时关闭开关器件，会导致母线电解电容能量倒灌回AC侧，从而产生很大的倒灌电流。因为IVCC1104采用自主专利中输入电压前馈控制，所以它能几乎无延迟地调整PWM 输出，从而防止功率电感上的电流出现反向倒灌。因此IVCC1104也可用于400Hz高频输入的航空电子电源场景。

3、优化平滑的交流电流过零点控制。在每个交流输入的过零点，检测输入电压，通过自主专利中的过零点控制技术，能够减小过零时的电流尖峰和纹波，完美地实现平滑的交流过零电流。

4、兼顾低总谐波失真(THD)和快电压环控制。在电压环中，采用一种混合控制专利技术，在稳态运行时，消除输出上的二次谐波对THD的影响；而在动态时，加快电压环以减小输出电压的波动，从而使这两方面的控制能够得到有效的结合，提升电路的整体运行效果。

5、抗雷击保护。由于雷击波电压上升速度快，并随机地同相或反相地叠加到AC电压上，容易损坏后级电路。IVCC1104采用快速的模拟检测电路和固化的控制逻辑，能稳定而有效地应对这种特殊场景，减小或消除雷电波对开关管的冲击。

应用方案

自2021年11月瞻芯电子推出业界第一款图腾柱PFC控制芯片IVCC1102以来，该产品凭借独到的模拟控制技术，在业界引发广泛关注，并于2022年荣获中国电源学会颁发的“优秀产品创新奖”。随后，瞻芯电子与多家知名公司合作开发了多种高性能PFC电源方案，功率范围覆盖300W-4000W。IVCC1104芯片作为同系列升级版产品，可完全兼容替代IVCC1102芯片应用。

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充电头网总结

在电源系统设计领域，图腾柱无桥PFC技术通过消除传统桥式整流器的二极管，有效提高了系统的效率和功率密度，同时简化了系统结构。图腾柱无桥PFC通过智能控制和多项保护机制，使电源系统在效率、可靠性和EMI性能方面有所保障。

未来，随着第三代半导体器件的进一步普及，我们可以期待图腾柱无桥PFC技术在更广泛的应用中发挥更大作用，包括云计算、5G通信、工业电源等领域。这些创新产品不仅推动了电源技术的发展，也为整个电子行业带来了更加高效、可靠和环保的解决方案。