电网供应的电能是调换电，但咱们操纵的大大都修造都必要直流电，这意味着举办这种转换的调换/ 直流电源是能源网上最常睹的负载之一。跟着宇宙闭心能效以偏护境况并料理运营本钱，这些电源的高效运转变得越来越要紧。

　　效力行为输入功率与需要负载的功率之间的比率权衡，很容易融会。不过，输入功率因数也有很大的影响。功率因数(PF) 形容了任何调换电修造（包罗电源）打发的有效（的确）功率与总（视正在）功率(kVA) 之间的比值。PF 权衡打发的电能转换为有效功输出的有用性。

　　假使负载是纯阻性负载，PF 将等于1，但任何负载内的无功元件城市消浸PF，使视正在功率大于有效功率，从而导致效力消浸。PF 小于1 是由电压和电流相位分别惹起的——这正在感性负载中很常睹。它也或者是因为谐波含量高或电流波形失真，这正在开闭型电源 (SMPS)或其他类型的纷歧连电子负载中很常睹。

　　很众不带PF 校正的SMPS（开闭电源，Switching Mode Power Supply）比源委校正的SMPS 打发的电流更高，因而正在功率秤谌高于70 W 的条款下，立法央求安排职员增加电道将PF 值校正为逼近1。最常睹的有源PF 校正(PFC) 技能操纵升压转换器将整流电源转换为直流高电平，然后操纵脉宽调制(PWM) 来调理直流电平。

　　固然这项技能结果很好且易于推行，但也存正在少少寻事。新颖效力模范（如苛刻的“80+ 钛金模范”）央求正在全盘宽功率畛域内具有高效力，正在50% 负载条款下的峰值效力需抵达96%。因为PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）级之后的DC-DC（直流-直流）转换器平日具有2% 的损耗，线性整流和PFC级自己只可损耗2%——这对桥式整流器中的二极管来说是一个寻事。

　　然而，假使将升压二极管(D5) 替代为同步整流器，效力则会进步。其余，只必要两个线性整流二极管，也能够采用同步整流器（Q3 和Q4），进一步进步效力。这种技能被称为图腾柱PFC(TPPFC)，借助理念电感和杰出开闭，效力能够逼近100%。新颖MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）具有杰出的本能，但尚未抵达理念开闭的秤谌——假使并联操纵时也很难抵达。因而，宽带隙半导体开闭将与图腾柱PFC 拓扑联袂并进。

　　跟着开闭频率一向进步的生长趋向，开闭器件中的动态损耗会出现更大的影响。这些损耗是MOSFET被装备为图腾柱高速开闭桥臂时的反向规复所致，当其体二极管正在开闭“死区”光阴内导通时，务必耗尽相干的存储电荷，损耗也来自于开闭输出电容的充电和放电。

　　实情上，硅基MOSFET的动态损耗或者相当大，因而，安排职员越来越众地正在TPPFC 使用中指定操纵宽带隙半导体资料，比方碳化硅(SiC) 和氮化镓(GaN)器件。这些器件的附加上风是更高任务频率和高温任务才能——这两个特点正在电源使用中特地有效。

　　临界导通形式(CrM) 平日是TPPFC 的首选导通形式，加倍是正在功率高达几百瓦时，该形式供应了效力和EMI 本能之间的杰出折衷。一连导通形式(CCM) 可进一步消浸开闭中的RMS 电流和导通损耗，使TPPFC 可能实用于千瓦级额定功率的使用。

　　即使操纵CrM，效力正在轻负载条款下也会显着低落（可达10%），这正在咱们试图餍足待机或空载能耗局限时带来了真正的寻事。一种管理计划是箝位或“折返”最大应允频率，从而正在轻负载条款下强制电道进入DCM，该形式下的较顶峰值电流仍低于划一CrM 完成中的峰值电流。

　　将TPPFC 与CrM 任务和频率箝位相联结，可供应一个杰出的中等功率管理计划，正在全盘负载畛域内供应杰出的效力，加倍是当WBG（宽禁带）开闭用于高频桥臂时。

　　管理了效力寻事后，还必要征服终末一个冲击。必要同步驱动四个有源器件，而且务必检测电感的零电流交越以强制CrM。该电道务必可能正在必要时主动切换进入和退出DCM，况且正在告终全盘这些操作的同时，依旧高功率因数并天生一个PWM 信号来调理输出。除此除外，还央求供应电道偏护（比方过电流和过压）。

　　大凡来说，鉴于所涉及的繁复性，最佳手段是正在微限度器中完成限度算法。然而，这种手段或者很腾贵，况且必要天生并调试代码，这是很众安排职员期望避免的界限。

　　全部集成的TPPFC 限度管理计划具有很众上风，包罗可能进步本能秤谌、缩短安排光阴和消浸安排危机，同时无需采用微限度器和相干代码。

　　安森美供应的混杂信号TPPFC 限度器NCP1680 正在恒定导通光阴的CrM 下任务，确保正在全盘负载畛域内完成高效力。NCP1680 可正在轻负载条款下供应频率折返功夫的“谷底开闭”，通过正在最低电压下举办开闭操作来进步效力。数字电压限度环道源委内部积累，可优化全盘负载畛域内的本能，同时可能确保安排经过依旧大略。

　　这款立异的限度器采用小型SOIC-16 封装，诈欺专有的低损耗手段举办电流检测和逐周刻期流，无需外部霍尔效应传感器即可供应杰出的偏护秤谌，从而消浸繁复性、尺寸和本钱。全盘需要的限度算法都嵌入正在IC 中，为安排职员供应低危机、源委试用和测试验证的管理计划，正在经济价位下供应高本能。