Powerfactorcorrection-IC der nächsten Generation Zweiphasen-PFC-Controller für höheren Wirkungsgrad in Multikilowatt-Systemen

Texas Instruments hat den ersten Zweiphasen-Interleaving-PFC-Controller für Multikilowatt-Anwendungen in Kommunikations- und Industriesystemen und in Servern vorgestellt. Der Zweiphasen-Average-Current-Mode-PFC-Controller vereinfacht das Power-Design, erhöht die Systemzuverlässigkeit und maximiert bei einem Leistungsfaktor von rund 0,9 den Wirkungsgrad.

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Im Juni dieses Jahres führte Texas Instruments mit dem UCC28060 den ersten Ein-Chip-TM (Transition Mode)-Zweiphasen-PFC-Controller (Power Factor Correction) für Anwendungen von 75 bis 800 W ein. Dieser ist für das Design von Stromversorgungssystemen mit Leistungsfaktorkorrektur für Consumer-Applikationen konzipiert. Mit dem Zweiphasen-Interleaving-PFC-Controller UCC28070 zieht man jetzt auch im Bereich der Multikilowatt-Stromversorgungssysteme nach. Die Anwendungen reichen von High-End-Kommunikationssystemen über Motorantriebe in elektrischen Geräten, wie z.B. Kühlschränken und Klimaanlagen, bis zu Vorschaltgeräten für HID-Lampen.

Der Chip ist ein IC mit erweiterter Leistungsfaktorkorrektur, der zwei Pulsweitenmodulatoren enthält, die um 180° versetzt arbeiten. Das Phasen-Management des PFC-Controllers ermöglicht einen effizienten Betrieb der Stromversorgung (geringere Eingangs- und Ausgangsripple, weniger Filter) und erhöht so den Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich. Damit wird eine bessere Temperaturverteilung und eine geringere Bauhöhe erreicht. Im Vergleich zu den heute üblichen einphasigen non-interleaved PFC-Architekturen lässt sich mittels Average-Current-Mode-Interleaving die Stromwelligkeit im System um 50 bis 100% reduzieren.

Durch die Phasenmanagement-Funktion können Phasen zu- oder abgeschaltet werden, sodass nur die für die Lastversorgung erforderlichen Phasen aktiv bleiben. In einem 1,2-kW-System lässt sich der Wirkungsgrad um bis zu 1,5% bei einer Ausgangslast von 20% steigern. Bei einer 240-W-Stromversorgung ergibt sich eine Energieeinsparung von 27% bei 20% Ausgangslast.

Schaltfrequenz spreizen, Störstrahlung verringern

Über einen programmierbaren Dither-Modus (optional) lässt sich die Schaltfrequenz über einen bestimmten Bereich spreizen, um Störstrahlungen zu minimieren. Mit der Dithering-Funktion kann man die Kondensatorgröße um 27% reduzieren und ein kleineres, preisgünstigeres EMI-Filter nutzen. Ein Ausgangsüberspannungsschutz und die Detektion unterbrochener Regelschleifen schützen das System vor den am häufigsten auftretenden Ausfällen. Eine unabhängige Strommessung in jedem Leistungsteil sorgt für einen präzisen Ausgleich der einzelnen Phasenströme. Zusätzlich sind eine Abschaltung bei Unterspannung, eine Cycle-by-Cycle-Strombegrenzung sowie einen System-Übertemperaturschutz implementiert.

Der Chip ist in einem 20-poligen TSSOP-Gehäuse untergebracht. Die Serienproduktion ist für Januar 2008 geplant. Der empfohlene Verkaufspreis bei Abnahme von 100 Stück beträgt 2,45 US-$.

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