图2：安森美半导体双NCP1601交错式PFC方案在不同负载范围下的能效。

对基于安森美半导体NCP1601交错式PFC方案的宽输入范围、300 W PFC预转换器进行的测试显示，这解决方案在很宽的负载范围内(从20%到100%)、90 Vrms电压条件下实现95%的能效，如图2所示。

无桥PFC的优势及解决方案
传统有源PFC中，交流输入经过EMI滤波后会经过二极管桥整流器，但在整流过程中存在功率耗散，其中既包括前端整流桥中两个二极管导通压降带来的损耗，也包括升压转换器中功率开关管或续流二极管的导通损耗。据测算，在低压市电应用(@90 Vrms)中，二极管桥会浪费大约2%的能效。有鉴于此，近年来业界提出了无桥PFC拓扑结构。实际上，如果去掉二极管整流桥，由此带来的能效提升效果很明显。这种PFC电路采用1只电感、两只功率MOSFET和两只快恢复二极管组成。

对于工频交流输入的正负半周期而言，这种无桥升压电路可以等效为两个电源电压相反的升压电路的组合。其中左边的蓝色方框是PH1为高电平、MOSFET开关管M2关闭时的开关单元，右边的橙色方框是PH2为高电平、MOSFET开关管M1关闭时的开关单元。当PH1为高电平、PH2为低电平时，电路工作在正半周期，这时M2相当于体二极管(body diode)，PH2通过M2接地；而当PH1为低电平、PH2为高电平时，电路工作在负半周期，这时M1相当于体二极管，PH1通过M1接地。

                 
                               图3：传统的无桥PFC结构示意图。

相对于传统PFC段而言，这种无桥PFC节省了由二极管整流桥导致的损耗，但不工作MOSFET的体二极管传递线圈电流。最终，这种结构消除了线路电流通道中一个二极管的压降，提升了能效。但实际上，这种架构也存在几处不便，因为交流线路电压不像传统PFC那样对地参考，而是相对于PFC段接地而浮动，这就需要特定的PFC控制器来感测交流输入电压，而这种结构中的简单电路并不能完成这项任务。这种架构也不能方便地监测线圈电流。 此外，EMI滤波也是一个主要问题。

图4是Ivo Barbi无桥升压PFC架构的新颖解决方案，这种方案中没有全桥，相反，PFC电路的地通过二极管D1和D2连接至交流线路，且每个端子用于1个PFC段。故这种解决方案可视作2相PFC，其中2个分支并联工作。这种架构也省下了电流通道中的一个二极管，并因此提升了能效。这种2相式架构并不需要特定的PFC控制器，具有增强的热性能，且负相总是接地，解决了EMI问题。

               
                          图4：改进的Ivo Barbi无桥升压PFC架构

安森美半导体基于这种架构开发了800 W PFC段的原型。这原型采用NCP1653 PFC控制器及MC33152 MOSFET驱动器。经测试，这原型在90 Vrms、满载、无风扇(机箱打开，室 温)条件下的能效达94%，而在100 Vrms时达95%。在20%负载时能效更接近或超过96%。这种无桥PFC架构将是适合大功率应用的一种高能效解决方案。

总结：
交错式PFC和无桥PFC等新颖拓扑结构的先进PFC技术可用于满足功率大于75 W电源的新趋势，有利于设计厚度低至10 mm以下的超薄型液晶电视，及满足80 PLUS等能效标准越来越高的要求。安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅解决方案供应商，提供基于NCP1601的交错式PFC和基于NCP1653的无桥PFC等创新解决方案，具有小外形因数，适用于紧凑型设计，并减少PFC段的功率损耗，提供极高的能效，符合严苛的能效标准要求，帮助客户在市场竞争中占据先机。