前言

在電信、服務器和數據中心的電源系統，甚至小功率的適配器電源中，高效率和小尺寸始終是開關電源設計的最重要考慮因素。為實現功率效率和尺寸改進的目標，特別是隨著第三代半導體器件氮化鎵和碳化硅的大范圍應用，電源開關的設計需要采用更適合的拓撲和新的控制方案。

傳統的有橋 PFC 拓撲通常依賴于橋式整流器，這種設計在高功率密度應用中存在固有的效率限制。而且橋式整流器中的二極管在導通時也會產生較大的導通損耗，不僅限制了整體效率，還可能導致系統過熱。

與此相對，圖騰柱無橋PFC（Totem-Pole PFC）技術通過去除橋式整流器中的二極管，從根本上解決了這一效率瓶頸。這種無橋設計不僅減少了功率損耗，還簡化了系統結構，提高了功率密度。通過數字控制技術的引入，TTP PFC能夠實現更精確的電流檢測和控制，優化系統在不同負載條件下的性能。與傳統PFC相比，TTP PFC在輕載和過載情況下的瞬態響應更為出色，適用于極致緊湊小巧的電源應用。

圖騰柱PFC控制器

充電頭網統計了多家企業所推出的圖騰PFC控制器。并將這些信息匯總整理，形成了下表，詳細展示了各家企業的主打產品及其封裝特點。

排名不分先后，按企業英文首字母順序排列。

Chipown芯朋微

芯朋微PN6811

PN6811是一款高集成度的圖騰柱無橋功率因數校正（PFC）控制芯片，專為提高系統效率和優化熱管理而設計。該芯片采用固定導通時間（FOT）控制機制，支持在臨界導通模式（CRM）和不連續導通模式（DCM）下運行，可有效降低功率器件的開關損耗和提升整體性能。外部器件數量少，設計靈活，便于優化布局和降低熱設計的復雜性，特別適合高效功率轉換和高密度應用場景。

PN6811內置多項核心功能，包括高效的自適應死區控制和頻率切換功能，以優化輕載效率并降低待機功耗。同時，芯片集成了全面的保護機制，包括VCC欠壓保護、輸出過壓保護、交流欠壓保護、過溫保護、過流保護以及短路保護等，確保運行的穩定性和安全性。芯片支持135kHz、270kHz和500kHz的三檔頻率切換，滿足不同應用場景需求，并通過準諧振模式（ZVS）實現開關損耗的進一步降低。其內置低功耗模式和低電流諧波特性，使其在高能效標準下表現出色。PN6811采用QFNWB6×8-40L封裝，適用于適配器和充電器等領域。

FANTASTICHIP梵塔

梵塔FAN6616

FAN6616是一顆高性能多模式的圖騰柱PFC控制器，具有高集成度，高效率，高PF值和低THD等特點。芯片具備DCM、CRM和CCM工作模式，并可根據負載狀態自動切換模式，提升轉換效率。

FAN6616內部集成MTP存儲器，具有豐富的配置選項，用戶可通過圖形界面配置環路、開關頻率、工作模式和自適應谷底數等。芯片內部集成逐周期過流保護、過載保護、欠壓鎖定、過熱保護和過壓保護，具備SOIC-16和QFN-20封裝。

FAN6616詳細資料。

1、突破效率極限，梵塔推出圖騰柱無橋PFC+LLC+SR的整套方案

2、滿載轉換效率達99%，梵塔300W氮化鎵圖騰柱PFC方案解析

3、滿載效率達98.7%，梵塔2000W碳化硅圖騰柱PFC方案解析

梵塔FAN6618

FAN6618是一款集成了多種功能的圖騰柱PFC控制器，它采用基于峰值電流控制的CCM/CRM/DCM多模式工作機制，能夠靈活地在工頻周期內配置單模式或多模式工作，以實現最高效率。

FAN6618跟FAN6616的區別在于FAN6616采用Shunt電流采樣，而FAN6618采用霍爾電流采樣，相對來說Shunt采樣成本較低，設計簡單，在低至中等電流范圍內可以提供高精確的電流測量。而霍爾電流可以提供快速的電流響應，由于不需要與被測電流直接接觸，具有很寬的測量范圍，適用于高壓或高電流環境。

此外，該芯片具備自適應DCM谷底切換工作能力，支持超過300kHz的高頻操作，并通過過零點軟起控制技術，實現平滑的交流電流過零點，減少開關損耗。此外，FAN6618還支持UART在線通訊，具有功率計功能，內置BOOST Follower功能，允許輸出電壓跟隨輸入電壓，同時具備抗浪涌設計，增強了電源系統的穩定性和可靠性。

FAN6618內部集成MTP存儲器，具有豐富的配置選項，用戶可通過圖形界面配置環路、開關頻率、工作模式和啟機時間等。芯片內部集成輸入過壓/欠壓保護、輸出過壓欠壓保護、CS短路保護、過溫保護等，提供SOIC-16和QFN4*4兩種封裝。

1、突破效率極限，梵塔推出圖騰柱無橋PFC+LLC+SR的整套方案

2、效率高達97.2%！港晟1kW圖騰柱無橋PFC+LLC氮化鎵電源方案解析

Hynetek慧能泰

慧能泰HP1010

為了實現圖騰柱無橋 PFC 的高效要求并克服它帶來的各種挑戰，慧能泰推出了業界首款圖騰柱無橋 PFC 專用數字控制器 HP1010，其數字架構基于高速數字狀態機架構，并集成了高性能模擬前端以及高速比較器，確保了圖騰柱無橋 PFC 的高性能實時控制。

HP1010 提供的逐周期限流保護 (CBC) 可有效避免因電源電壓異常波動過程中引起的過電流問題，浪涌電壓保護功能可以使在浪涌過電壓尤其是正半周反向雷擊、負半周正向雷擊時快速關斷慢速同步整流管，有效增強圖騰柱無橋 PFC 的穩定性和可靠性。此外，HP1010 還集成了豐富的可編程保護功能，包括：輸入電壓過壓/欠壓保護、輸出電壓過壓/欠壓保護、輸出反饋電壓開路保護等，保護功能參數與使能均可獨立配置。

HP1010 具備智能切換模式（CCM、DCM和Burst Mode），以適應不同負載條件下的需求，并實現良好的輕載效率。HP1010 支持開關頻率延展功能，可以有效提升圖騰柱無橋 PFC 電源系統的電磁干擾（EMI）性能。僅需通過圖形用戶界面（GUI）軟件即可對芯片功能進行設定以滿足新方案的需求，加速產品設計和上市時間。

作為業界首顆圖騰柱無橋 PFC 數模混合專用控制器，靈活的設計特點，使其可廣泛應用云計算/服務器電源、高性能計算機、5G/電信電源、工業電源、超高密度 (UHD) 電源等電源系統。

1、慧能泰HP1010 | 業界首款圖騰柱PFC專用數字控制器震撼來襲！

Inventchip瞻芯電子

瞻芯模擬PFC控制芯片IVCC1104

IVCC1104是瞻芯創新開發的模擬PFC控制芯片，適用于圖騰柱無橋PFC電路，它延續了IVCC110x系列芯片高速、精確、緊湊的特點，并結合大量實際應用經驗，升級了多項控制技術，助力高效電源開發和應用。

圖騰柱無橋PFC是一種非常簡單的功率因數校正(PFC)電路，可實現高效的AC-DC變換，在連續模式(CCM)圖騰柱PFC控制芯片 IVCC1102 問世之前，由于圖騰柱PFC控制的復雜性，數字電源控制芯片是市場上唯一實現圖騰柱PFC的解決方案。盡管靈活性有優勢，但數字電源項目開發的難度和成本提高了應用導入的門檻。

IVCC1104作為一款模擬圖騰柱PFC控制芯片，內置高速、精確、可靠的模擬控制器，相比于數字控制芯片，封裝更緊湊(16pin)，無需編程調試。

不論搭配碳化硅(SiC)器件或氮化鎵(GaN)器件，都能大幅簡化器件選型，降低物料成本，加快電源產品的開發速度，還能解決一系列控制難點，保障開關電源方案的高效率、高可靠性，助力產品快速開發與推廣。

圖騰柱無橋PFC工作原理

主要技術特點

1、輸入電壓前饋的平均電流模式控制。由于IVCC1104采用了先進的平均電流模式和輸入電壓前饋的控制方式，使得電流環只需提供很小的占空比調整。

2、交流掉電自動防電流倒灌。帶交流整流同步管的圖騰柱PFC實質上是一個雙向變換器。當交流輸入電壓突然下掉時，如果不能及時關閉開關器件，會導致母線電解電容能量倒灌回AC側，從而產生很大的倒灌電流。因為IVCC1104采用自主專利中輸入電壓前饋控制，所以它能幾乎無延遲地調整PWM 輸出，從而防止功率電感上的電流出現反向倒灌。因此IVCC1104也可用于400Hz高頻輸入的航空電子電源場景。

3、優化平滑的交流電流過零點控制。在每個交流輸入的過零點，檢測輸入電壓，通過自主專利中的過零點控制技術，能夠減小過零時的電流尖峰和紋波，完美地實現平滑的交流過零電流。

4、兼顧低總諧波失真(THD)和快電壓環控制。在電壓環中，采用一種混合控制專利技術，在穩態運行時，消除輸出上的二次諧波對THD的影響；而在動態時，加快電壓環以減小輸出電壓的波動，從而使這兩方面的控制能夠得到有效的結合，提升電路的整體運行效果。

5、抗雷擊保護。由于雷擊波電壓上升速度快，并隨機地同相或反相地疊加到AC電壓上，容易損壞后級電路。IVCC1104采用快速的模擬檢測電路和固化的控制邏輯，能穩定而有效地應對這種特殊場景，減小或消除雷電波對開關管的沖擊。

應用方案

自2021年11月瞻芯電子推出業界第一款圖騰柱PFC控制芯片IVCC1102以來，該產品憑借獨到的模擬控制技術，在業界引發廣泛關注，并于2022年榮獲中國電源學會頒發的“優秀產品創新獎”。隨后，瞻芯電子與多家知名公司合作開發了多種高性能PFC電源方案，功率范圍覆蓋300W-4000W。IVCC1104芯片作為同系列升級版產品，可完全兼容替代IVCC1102芯片應用。

1、瞻芯電子CCM圖騰柱PFC控制芯片IVCC1104，模擬控制，無需編程

2、瞻芯電子CCM圖騰柱PFC芯片助力SiC/GaN高效率電源方案

充電頭網總結

在電源系統設計領域，圖騰柱無橋PFC技術通過消除傳統橋式整流器的二極管，有效提高了系統的效率和功率密度，同時簡化了系統結構。圖騰柱無橋PFC通過智能控制和多項保護機制，使電源系統在效率、可靠性和EMI性能方面有所保障。

未來，隨著第三代半導體器件的進一步普及，我們可以期待圖騰柱無橋PFC技術在更廣泛的應用中發揮更大作用，包括云計算、5G通信、工業電源等領域。這些創新產品不僅推動了電源技術的發展，也為整個電子行業帶來了更加高效、可靠和環保的解決方案。