开关电源知识库

横评:PFC 控制器

版本:2026-10-04 重建版——原文件遗失后按库内各 IC 深读文件收敛重建;数值与结论均可溯源至库内文件。 出处格式 型号/文件号:00=规格书全译、01=引脚、02=原理、03=应用计算、04=排障、05=原厂设计指南精译、RM=README。源文件中「本库推算/本库复算/本库经验/待核实/业界经验」标记原样保留;无现成出处的对比结论标(本库归纳)。既有结论线索取自库根《待核实与推断总表》中 HP(PFC 引用行,逐条回溯至各 IC 深读篇落实。

PFC(功率因数校正)让整流环节之前的电流“长得像电压”:轻中功率用 CrM 谷底开通即可办到,功率上去后 CrM 峰值电流是平均电流 2 倍的固有限制使 CCM 成为大功率主旋律(NCP1654/RM Description)。本族四颗库内深读 IC 恰好铺满两条正交的轴——桥式结构(有桥 / 无桥图腾柱)与调制方式(CrM 类 / CCM 类),构成四象限选型坐标系。横评定位=族内分组 + 选型决策树 + 典型误用(30_经典IC精读/README)。

参评 IC 厂商/封装 象限定位 库内入口
NCP1622 onsemi,TSOP-6 有桥 × CrM/DCM(谷底同步频率折返 VSFF) NCP1622/README
NCP1654 onsemi,SOIC-8 有桥 × 定频 CCM(乘法器+除法器) NCP1654/README
NCP1680 onsemi,SOIC-16 图腾柱 × CrM(FCCrM:钳位+DCM 谷底) NCP1680/README
NCP1681 onsemi,SOIC-20 图腾柱 × 多模式 CrM→CCM(Bx)/定频 CCM(Ax) NCP1681/README

选型速览

IC 一句话定位 适用场景 关键限制
NCP1622 有桥 CrM 成本极简解:重载 CrM 谷底开通 + 轻载 DCM 频率折返(VSFF),6 脚把 BOM 压到极简(NCP1622/RM Description) 75~300 W 适配器/TV/LED 驱动/PC 电源前级;轻载效率与待机功耗有硬指标(NCP1622/RM Applications/适合谁) CrM 峰值电流=平均值 2 倍,300 W 以上不经济(NCP1622/RM 适合谁);默认 AEA 版无 Skip/Brown-out——选型第一陷阱(NCP1622/04 陷阱 1)
NCP1654 中功率定频 CCM 标准答案:乘法器+除法器“模拟求解器”强制输入呈纯电阻,一颗 R_M 电阻定最大功率(NCP1654/RM 总结 1/4) 200~800 W 台机/TV/适配器/白色家电前级;要 EMI 频谱可预期与认证低风险(NCP1654/RM 适合谁) 有桥+硬开关 CCM:桥损与二极管反向恢复限制效率上限(NCP1654/RM 适合谁);轻载待机只有 FB 接地关断一档(NCP1654/RM 总结 6)
NCP1680 图腾柱 CrM 专用:换相/极性/过零/双向谷底全部片内包办,数字补偿免外部调试(NCP1680/RM Description/总结 4) 100~500 W 通信/工业/游戏主机/适配器前级;快桥臂已备 Si/GaN+驱动器(NCP1680/RM Applications) 只做 CrM:低网重载 RMS 应力大,>500 W 直接看 NCP1681(NCP1680/RM 适合谁);快臂 5 V 逻辑必须外接驱动器(NCP1680/RM 总结 2)
NCP1681 图腾柱多模式旗舰:Bx 把轻载 CrM 省开关损与重载 CCM 省导通损装进同一颗芯片,预测型乘法器+数字补偿(NCP1681/RM 总结 1/2) Bx 300 W~1 kW 服务器/通信电源及轻载效率/THD 优化;Ax 定频 CCM 上探 >1 kW 满载效率优先(NCP1681/RM 总结 7) 快桥臂必须 SiC/GaN+隔离栅驱动(CCM 无反向恢复豁免权,NCP1681/RM 总结 7);双 CT+消隐+第三只 CT 外围最复杂(NCP1681/03 步骤 6/7)

族内分组(调制方式×桥式结构四象限:CrM/DCM(NCP1622)· CCM(NCP1654)· 图腾柱 CrM(NCP1680)· 图腾柱多模式(NCP1681))

有桥 无桥图腾柱
CrM 类(电流过零、谷底开通) NCP1622:重载 CrM,轻载插入死区进入 DCM,频率线性折返至约 33 kHz、逐拍保持谷底同步(VSFF 两层独立可同时生效)(NCP1622/RM;NCP1622/02 §3/§5) NCP1680:FCCrM——重载 CrM(谷底开通)→ 轻载频率钳位 130/275 kHz 转 DCM → 折返至 FMIN 30.5 kHz 为下限;快臂 CrM 软换向,SJ-MOS 即可(NCP1680/RM 总结 5;NCP1680/02 §2.2/§10)
CCM 类(电流连续、纹波小) NCP1654:定频 65/133/200 kHz 平均电流调制;乘法器+除法器每周期解一次方程,无电流环误差放大器、免斜坡补偿(NCP1654/RM 总结 2/3;NCP1654/02 §3) NCP1681:Bx 按导通时间在 CrM/DCM/CCM 间连续过渡(进 CCM 需 ton>1.12×TCCM 连续 8 周期+VCS>350 mV+262 ms),Ax 全程定频 65/95 kHz CCM(NCP1681/RM 总结 5;NCP1681/02 §7)

分组读法(本库归纳):

关键参数对比

表内括号为出处(文件号+节号,型号见列头);“—”表示该 IC 无此机制。

参数 NCP1622 NCP1654 NCP1680 NCP1681
封装 TSOP-6(RM) SOIC-8(RM) SOIC-16(RM) SOIC-20 窄体(RM)
功率段 75~300 W(RM Applications) 200~800 W(RM 总结 1) 100~500 W(RM Applications) Bx 300 W~1 kW、Ax >1 kW(RM 总结 7)
调制方式 CrM+轻载 DCM 折返 VSFF(RM) 定频 CCM(RM) FCCrM:CrM+钳位+DCM 谷底(RM) Bx 多模式 / Ax 定频 CCM(RM)
开关频率 变频,折返下限 ≈33 kHz(RM 速查表;02 §5) 65/133/200 kHz,批差 58~72 kHz(RM;02 §4.4) FCLAMP 130/275 kHz、FMIN 30.5 kHz(RM 总结 5) CCM 65/95 kHz;FCLAMP 130 kHz、FMIN 30.5 kHz(RM 特性表)
电流检测/限流 Rsense 0.5 V 逐周期 OCP+OVS 750 mV=150%(RM 速查表) R_SENSE/R_CS 虚拟地,OCP 200 µA→7.2 A(图 48 取值,RM 精炼要点) ZCD 信号积分式限流(免霍尔/CT),VZCDLIM1 1.4/0.6 V(RM 总结 6) 双 CT 重构电感电流,VILIMIT1 1.4 V(Bx)/1.0 V(Ax)+VILIMIT2 1.5×(RM 特性表)
过功率限制 — OPL:I_cs·V_bo>200 µVA 恒 VA 背板(RM 精炼要点) —(高线限流自动 ×60% 兼功率限制,02 §15) —(同左,02 §13)
栅驱动 −500 mA/+800 mA 单路(RM 速查表) ±1.5 A 单路(RM 速查表) 快臂 5 V 逻辑外驱;慢臂 12 V 片内直驱(RM 总结 2) 快臂 5 V 逻辑外驱;SR/POLARITY 12 V(RM 特性表)
电压环补偿 外部 Type-2,<20 Hz(02 §8) 外部 Type-2,<20 Hz(02 §4.3) 片内数字 Type-II 13.6 dB/1.44 Hz/68.2 Hz,免补偿(RM 总结 4) 同 1680 口径(02 §10)
输出 OVP 软 105%/快 107%+OVP2 438 V 独立路径(RM;02 §12) 105%,500 ns 关驱动(RM 表 6) 软 105% 四步阶梯/快 108% 模拟直通(02 §12) 软 105% 四步/快 108%(02 §11)
Brown-out 仅 [C/D] 版,≈80/72 VAC(02 §11 推算,待核实) 1.30/0.70 V→74/63 VAC(图 48 复算,02 §4.1) LVSNS 差分,≈78/71 VAC(RM 总结 3) LVSNS 差分,≈78/71 VAC(02 §5)
待机手段 Skip(仅 B/D 版),VSKIP 617/593 mV(RM 速查表) FB 接地整级关断,≤400 µA(RM 总结 6) 软跳周期,ICC4 0.54 mA、母线 100%→94%(RM 总结 8) 跳机,ICC4 0.54 mA、94%→100% burst(RM 特性表;02 §16)
高线自适应 ton,max 高/低线 3:1 前馈(RM;02 §7) V_bo 线电压前馈(02 §3) 高线补偿增益自动 ÷4(RM 总结 4) 高线补偿增益自动 ÷4(RM 总结 3)
版本/配置维度 L1/L2/L3 订购码;AEA 无 Skip/BO(RM 适合谁) D65/D133/D200 频率后缀(RM 总结 3) AA/AB/AC 三型号(Ton,max 17.2/10.2 µs 等,RM 表 7 段) Ax/Bx 两版(AUX 接地与否)(RM)
库内设计锚点 75 W/390 V/560 µH(03) 300 W/390 V/65 kHz(DS 图 48,03) 400 W/395 V(本库示例,03) 750 W/400 V/180 µH(本库示例,03)

逐颗点评

NCP1622 —— 有桥 CrM 的成本极简解

NCP1654 —— 中功率定频 CCM 的标准答案

NCP1680 —— 图腾柱 CrM 的免配置入门

NCP1681 —— 图腾柱多模式的功率旗舰

架构专题:传统桥 vs 图腾柱(省桥收益与代价)、CrM vs CCM(功率/应力/EMI 取舍)

传统桥 vs 图腾柱

CrM vs CCM

量 CrM CCM 差额
线峰值电感电流 24.8 A(三角峰=2×Iin,pk) 16.1 A(12.4 A 平均+3.7 A 纹波) CCM −35%
线峰值电流 RMS 14.3 A(Ipk/√3) 12.6 A CCM −12%
导通损耗相对值 1.29×(RMS² 比) 1.00× CCM −29%

(NCP1681/RM 精炼要点;NCP1681/02 §7)

选型决策树

Q1 功率段?(`NCP1622/RM`;`NCP1654/RM`;`NCP1680/RM`;`NCP1681/RM` 总结 7)
├─ ≤150~200 W、BOM 极简与待机优先 → NCP1622
│   (85 VAC 输入下限须换 J/K/L 组 30 µs,`NCP1622/03` 步骤 4)
├─ 200~800 W、无图腾柱资源 → NCP1654(有桥定频 CCM,SO-8 十步投产)
│   (133/200 kHz 版按体积换 EMI 预算,`NCP1654/03` §6)
└─ >500 W 或图腾柱既定 → 快桥臂能否配 SiC/GaN+隔离驱动?
    ├─ 不能 → 回 NCP1654(有桥是唯一低成本 CCM 路线)
    └─ 能 → Q2 低网重载需要 CCM 吗?(`NCP1680/04` 实战问答 Q1)
        ├─ 不需要(100~500 W)→ NCP1680(免配置 CrM 图腾柱)
        └─ 需要 → NCP1681(Bx 300 W~1 kW;Ax >1 kW 恒 CCM)

Q2.5 效率目标?(本库归纳)
├─ 80 Plus 金牌以上/钛金 → 图腾柱(1680/1681):有桥方案桥损+Qrr 固定开销限制效率上限
│   (`NCP1654/RM` 适合谁;省桥 +1.9%/+0.8% 见 `NCP1680/02` §2.1)
└─ 效率达标即可、成本敏感 → 有桥(1622/1654)

Q3 成本梯度?(本库归纳,按各 RM 应用清单)
└─ 6 脚单管(1622)< 8 脚+两电阻网络(1654)< 16 脚 4 管 2 驱(1680)
   < 20 脚 4 管 3 CT+隔离驱动(1681)

Q4 待机/空载功耗法规硬指标?
├─ 需系统级握手 → 1680/1681(SKIP/PFCOK 双向脚,`NCP1680/02` §17;`NCP1681/02` §16)
├─ 仅 IC 级跳周期 → 1622 B/D 版 Skip
└─ 一档够用 → 1654 FB 接地 ≤400 µA(`NCP1654/02` §9)

典型误用与家族共性陷阱

收敛自各 04 篇(原文陷阱编号见对应文件),按“选型错误→外围错接→核算错位”归组:

误用/陷阱 后果 对策 出处
NCP1622 版本码买错(AEA 无 Skip/BO;L2 组定功率) 待机降不下去/低线带不动 按需求重选 L1/L2/L3;版本特性以 DS 表 1~3 为唯一依据 NCP1622/04 陷阱 1
NCP1622 Brown-out 版本用在 Vaux 供电架构 低线行为异常(DS 红线:两者互斥) Vaux 架构靠 UVP 实现近似 brown-in NCP1622/04 陷阱 9
NCP1654 OPL 余量按均值核算 低线满载“原因不明限功率”周期打嗝 按含纹波瞬时 I_cs 核:crest 166/200 µVA 仅 17% 余量 NCP1654/04 陷阱 6;NCP1654/03 Step 10
NCP1654 升压二极管选普通快恢复管 Qrr 硬泄:效率与 EMI 双重劣化、重载启动炸管 超快恢复/SiC(图 48 用 MSR860G) NCP1654/04 陷阱 2
NCP1654 跟随升压下 VCC 取自电感辅助绕组 VCC 漂移→UVLO 循环/过应力(DS 硬规则) VCC 从后级辅助源取 NCP1654/04 陷阱 7
NCP1680 ZCD 检测电阻用厚膜贴片/超 eq.3 上限 限流提前、谷底误判、满载功率上不去 毫欧级金属板/合金电阻+Kelvin;最低高线复验(×60%) NCP1680/04 陷阱 4
NCP1681 LVSNS1/2 接反或分压比不一致 极性整体反转,上电炸管级 两路同批电阻同比值;极性交越对齐真实过零 NCP1681/04 陷阱 1
NCP1681 CT 消隐逻辑接反(POL/INVPOL 低电平=消隐导通) 半周期电流环失准、THD 抬升,极难定位 上电前万用表验证 POL 低电平时消隐 PMOS 导通 NCP1681/04 陷阱 3
NCP1681 AUX 串隔直二极管 负半周谷底全丢,效率比正半周低 1~2 个点 无隔直二极管+DAUX 肖特基钳位;Ax 版 AUX 接地 NCP1681/04 陷阱 6
NCP1681 电感取值使 CCM 边界落在常载点 模式乒乓:低频电流脉动、效率台阶 边界避开常载 ±15% 以上(本库经验) NCP1681/04 陷阱 5

家族共性陷阱(本库归纳,收敛自各 02/04 篇):

  1. 空载功耗大头在外围不在 IC:FB 分压电阻 ≈100 mW(400 V 口径,本库推算)才是空载功耗构成的大头,LVSNS 分压另占 ~15 mW(NCP1681/02 §16;NCP1681/03 步骤 5:400²/1.59 M=100 mW);有桥方案的对照值——NCP1654 FB 分压 42 mW(NCP1654/03 Step 5)、NCP1622 反馈分压 39 mW(NCP1622/02 §11)。
  2. 保护哲学是“打嗝/自动恢复优先”:NCP1622 三定时器指纹 200 µs/800 µs/800 µs(NCP1622/04 总结 4);NCP1654 OCP 开通互锁令过载时频率自然折返、UVP“停机-恢复循环”是特性不是故障(NCP1654/04 陷阱 9)。
  3. DRE 是家族标配:1622 触发 95.5%/注入 220 µA/增益 ×10(NCP1622/02 §8);1654 触发 95%/注入 228 µA(NCP1654/02 §7);1680/1681 触发 95.5%(NCP1680/02 §12;NCP1681/02 §11)。
  4. 软/快 OVP 双级分工:1622 软 105% 渐减/快 107% 立即(NCP1622/02 §9);1654 OVP 105%、500 ns(NCP1654/RM 表 6);1680/1681 软 OVP 105% 四步阶梯降功率/快 OVP 108% 模拟直通封脉冲(NCP1680/02 §12;NCP1681/02 §11)。
  5. 高线自适应各有一解:1622 ton,max 3:1 前馈(NCP1622/02 §7);1654 V_bo 线电压前馈(NCP1654/02 §3);1680/1681 高线补偿增益 ÷4(NCP1680/02 §8;NCP1681/02 §10)。
  6. 母线电容耐压按快 OVP 最坏值校核:1654 OVP 最坏 417.3 V→450 V 电容余量 ≈8%(NCP1654/02 §6);1680 快 OVP 428.8 V(397 V 口径)→450 V 档可用、500 V 更稳(NCP1680/03 步骤 7);1681 快 OVP 430 V→450 V 标准档(NCP1681/03 步骤 5);1622 还要叠加 OVP2 442 V 级差校验(NCP1622/03 步骤 7)。
  7. 轻载 THD 验收口径先讲清:1680 THD<10% 指标限“中重载”(NCP1680/04 陷阱 12);1654 轻载 THD 从 <5% 恶化到 10~20% 属架构固有(NCP1654/04 陷阱 10);1622 过零畸变是固有项(NCP1622/03 §5)。

与其他拓扑的取舍

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