STNRGPF01是三通道交錯連續導通模式 （CCM） 功率因數校正 （PFC） 數字控制器。客戶經常低估設計電源的工作量。很少有人（如果有的話）會打開一個設備并驚嘆于它是多么令人興奮（雙關語）。然而，一個糟糕的產品可能會造成嚴重的傷害或阻止產品獲得商業化所需的監管批準。例如，限制電器諧波發射的國際標準 IEC 61000–3–2 使 PFC 控制器變得越來越必要。因此，ST 的組件通過結合公司在電源管理和電路設計方面的經驗來提供令人印象深刻的功能以及與 eDesignSuite 的驚人集成，從而脫穎而出。

接近 1 的功率因數

不帶和帶 PFC。白色是無功功率，綠色是有功功率，藍色是總功率或視在功率

在 1 kW 或更大功率的開關模式電源 （SMPS） 中，糟糕的設計可能會嚴重影響性能并增加功率損耗，從而迅速增加運營成本。對此進行量化的一種方法是使用功率因數 （PF），即用于運行設備的實際功率或工作功率（以 kW 為單位）與實際提供的總功率或視在功率（以 kVA 為單位）之間的比率（PF = kW/千伏安）。

在完美世界中，PF 始終為 1，這意味著實際功率和視在功率完全相同，設備只會使用它們需要的東西。在現實生活中，總會有一些非工作功率或無功功率，即提供的功率，但不用于運行設備。對于大型電器、電動機、變壓器或焊接設備等而言，這尤其是一個問題。一個原因是設計幾乎總是使用一些功能強大的組件來確保它們能夠處理所有任務。絕對沒有凈空的設計是不負責任的。然而，這被轉化為無功功率，這意味著不直接做任何工作但要花錢的功率。

連續導通模式 （CCM） 與非連續導通模式 （DCM）

為了提高功率因數，按照國際標準的要求，工程師使用 功率因數校正 （PFC） 轉換器。非常簡單，電感器存儲電力以提供所需的無功電流，而不是從電源中汲取。因此，PFC 會降低總功率或視在功率 （kVA） 以接近 1 的 PF。提高 PF 還可以減少諧波發射，這解釋了為什么最新的法規增加了 PFC 的普及。

STNRGPF01 主要專用于 1 kW 或更高的 SMPS，因此專為 在連續導通模式 （CCM） 下運行的轉換器而設計。很簡單，這意味著電流繼續流過電感器，并且在不同的開關周期中永遠不會達到零。相反，在 DC-DC 轉換器中更流行的不連續導通模式 （DCM） 通過允許電感器電流降至零來工作。然而，在高 SMPS 中，由于更高的峰值和 RMS 電流，DCM 會導致更多的傳導損耗和更大的 PFC-MOSFET 應力，從而降低效率。因此，很容易理解為什么這些 SMPS 需要 CCM。

STNRGPF01：最好的數字和模擬，多合一

STNRGPF01的控制方案

STNRGPF01 可以控制使用多達三個交錯通道的 PFC 轉換器，這意味著它將使用多達三個并行級。因此，設計人員可以使用更小的電感器，從而保持更小的尺寸，同時提供更大的輸出功率。然而，電路管理變得更加復雜，因為所有通道必須具有相同的電流量。因此，數字控制器是解決這個問題的“首選武器”。這就是為什么STNRGPF01 包含一個數字控制部分的原因，它簡化了電流平衡和電路板的其余管理，例如冷卻功能或熱保護的實施。

然而，意法半導體組件的主要特點是它還包含一個模擬控制器，可確保更好地逐個周期地控制平均電流，從而實現更快的動態響應。因此，盡管它具有數字設備的所有優點，例如能夠根據平臺的需要定制設計，但工程師可以像管理模擬控制器一樣管理控制器，而無需了解其內部架構。換句話說，設計師擁有模擬控制的高性能和數字部分的驚人靈活性，所有這些都在一個屋檐下。設計具有電壓控制、OCP（過流保護）、OVP（過壓保護）和溫度保護等功能的強大 PFC 轉換器從未如此簡單。

評估板 EVAL-IPFC01V1

博客上反復出現的一個主題是，意法半導體不僅是一家組件制造商，而且是一家遠遠超越競爭對手的公司，可以幫助工程師做出正確的選擇并快速實現最佳設計。因此，該公司不僅提供市場上功能最豐富的 PFC 控制器之一，還提供基于 STNRGPF01 的評估套件EVAL-IPFC01V1，以大大加快開發速度。這款 3 kW 三通道交錯式 PFC 由電源板、控制模塊和適配器組成。因此，這是開始開發符合 IEC 61000–3–2 標準的電源的最簡單方法。

此外，為了從開發板快速過渡到最終產品，ST 提供了一款名為 eDesignSuite 的免費專用軟件工具。得益于簡單實用的圖形用戶界面，設計人員可以通過輸入 PFC 轉換器的規格來自定義其 STNRGPF01 的設置。系統甚至會提供默認值來加速該過程，并且軟件可以為組件生成二進制文件，因此工程師可以加載固件而無需鍵入一行代碼。所有選項都在應用程序文檔中進一步解釋。

審核編輯：郭婷