美国国际电力电子应用展览会（APEC）期间，为应对两级电源的挑战，PI（Power Integrations）发布HiperPFS-5和HiperLCS-2两个新产品系列。两款产品面向电视机、游戏机、PC一体机和家电等中功率USB-PD领域。

功率提升下的两级电源挑战

充电器（适配器）是生活中必备的一种产品，任何需要用电的设备都脱离不开它。而目前，OEM原厂和非原厂供应商正在竞相为移动设备推出最快、最小、最通用的USB PD充电器。

功率是衡量充电器充电快慢最为直接的参数，这一数字也正在逐渐攀升，随着功率数字的提升，会为整个系统效率带来挑战。

根据PI资深技术培训经理阎金光介绍，当适配器的输入功率超过75W时，若要满足功率因数要求，一般会在电源前级加入PFC校正电路，使交流输入端的电流相位完全跟踪电压。

但功率因数校正后，原有单级方案必须改为两级来实现，额外增加前级功率因数校正（PFC）开关电路会降低整个系统的效率，只有两极效率都很高，才不会影响总体效率。另外，需要同时让DC-DC变换效率尽量高，才能保证整体散热满足温升要求。

HiperPFS-5和HiperLCS-2两个新产品系列就是为应对两级电源效率的挑战而生。

HiperPFS-5 IC是在内部集成氮化镓（GaN）的功率开关管，每一级效率都保证大于98%。HiperLCS-2则是在内部集成了LLC拓扑中的上管和下管的芯片组，此处采用的是600V耐压FREDFET管而非氮化镓，是因为LLC应用频率不高，加之母线高压电流较小，体现不出氮化镓低导通电阻的优势。FREDFET良好的反向恢复特性利于优化LLC的性能。

业界独树一帜的PFC IC

HiperPFS-5可为工程师提供关键优势，Power Integrations高级产品营销经理Edward Ong表示，PI做到了将特有的PowiGaN开关与准谐振、变频非连续导通模式升压PFC拓扑结构相结合。

如果将HiperPFS-5 IC与新推出的HiperLCS 2芯片组或InnoSwitch 4-CZ有源钳位反激IC搭配使用，设计工程师可以轻松超越最严格的效率标准，同时将物料清单缩减一半，设计出精致小巧的超快速充电器。

根据阎金光的介绍，HiperPFS-5系列新IC效率高达98.3%，在无需散热片的情况下可提供高达240W的输出功率，并可实现优于0.98的功率因数。

值得一提的是，相比市面的PFC方案，采用PowiGaN技术和准谐振（QR）控制方案的HiperPFS-5 IC独树一帜，是改善离线式应用供电质量的优秀代表。除此之外，相较于市面要是用3~4个元件的充电泵方案，HiperPFS-5 IC属于自供电，可节省外部供电电路，方案更加简洁。

HiperPFS-5涵盖70~240W输出范围，目前有6个型号可选择。

可减少40%的元件数的LLC

利用HiperLCS-2，设计工程师既可以设计出供电视机、配有USB PD端口的显示器、PC一体机和游戏机使用的小体积适配器及敞开式应用电源，也可设计出供电动工具和电动自行车使用的小体积电池充电器。

这是因为独立控制器和分立MOSFET的谐振变换器会使电源体积过大，HiperLCS-2则是将先进的600V FREDFET和磁感耦合的FluxLink技术应用于LLC拓扑结构，这种高集成度的高效架构使得效率能够达到98%以上，元件数量减少40%，并且无需使用占用空间的散热片和可靠性不高的光耦。

HiperLCS-2适合输出高达270W的功率变换应用，目前有3个型号可选择。

自由组合满足中功率应用

通过将HiperPFS-5、HiperLCS-2 芯片组与PI此前推出的InnoSwitch3的组合使用能够适于多种不同应用的解决方案

阎金光表示，但当功率达到200W以上时，单级方案就已无法维持高效率工作。在实际中可以针对不同应用灵活选择器件能够发挥最佳的效果：如果输出功率较小，可用HiperPFS-5加反激电源InnoSwitch3；如果功率较高，可以在此基础上再增加HiperLCS-2，采用组合方案可达95%以上的效率。

以上两个方案能够应用在大多数中功率的家电应用，如电视机、USB接口显示器、游戏机、电动自行车或打印机、投影仪、PC机主电源等。阎金光强调，中功率应用保护电路必须周全，否则容易出现灾难性的故障。