RX家族RX-T系列主要应用于空调设备外机和工业逆变器,同时还具有适合于AC-DC转换器等电源控制的功能,并在UPS、功率转换器、EV充电器等电源控制场景中得到了广泛应用。
本期介绍的图腾柱交错式PFC是一种可实现AC-DC转换器必要功能的电路,可在各类电子设备将交流电源转换为直流电源,与基于普通二极管整流桥的整流电路+斩波电路PFC电路相比,图腾柱交错式PFC是一种效率更高的电路方式(通常,可降低40%左右的二极管整流桥整流电路损耗)。
虽然可以通过专用产品进行控制,但也可以通过RX家族RX-T系列中的PWM定时器和模拟电路等,以下称为“可控制图腾柱交错式PFC的RX-T系列内置功能”,使用1MCU进行控制。在下文中,本功能是最适于实现逆变器控制的功能,但也是最适于实现AC-DC转换器控制的功能。与专用IC相比,基于MCU的电源控制不仅具有软件控制的精准保护、控制灵活性,还具有通过SCI等设备与其他IC协作等诸多优点,其特点是具有较高的系统控制融合性。
需要说明的是,本期介绍的用于控制图腾柱交错式PFC的MCU属于RX家族RX-T系列RX66T组产品,但也可以通过搭载以下功能(RX家族通用功能)的RX26T等产品来实现。
可控制图腾柱交错式PFC的RX-T系列内置功能
- PWM输出计时器(MTU3,GPT)
- 12位A/D转换器(S12AD)
- 端口输出使能(用于PWM输出紧急停止)(POE3)
- 比较器(用于过流检测)(CMPC)
- 12位D/A转换器(用于比较器标准电压)(R12DA)
这些功能实现了如下图腾柱交错式PFC控制。
图腾柱交错式PFC配置
PWM输出定时器通过互补PWM对开关元件的Q1/Q2、Q3/Q4和Q5/Q6进行控制,12位A/D转换器用于反馈控制的电流/电压检测。作为故障控制的过电流控制配置为使用

如下所示,电源效率最高可达95%以上,功率因数可达99%以上,性能与专用产品相当。此外,虽然功率半导体使用常用IGBT+二极管构成Q1至Q6,但如果使用高速开关SiC等元件,有希望进一步提高效率。
输入电压(Vrms) | 输入功率(W) | 输出功率(W) | 功率(%) | 效率 (%) |
---|---|---|---|---|
225.27 | 311.7 | 294.7 | 99.61 | 94.55 |
225.63 | 165.8 | 155.7 | 99.00 | 93.9 |
105.74 | 173.5 | 155.7 | 99.94 | 89.74 |
输入电压(Vrms) | 输入功率(W) | 输出功率(W) | 功率(%) | 效率 (%) |
---|---|---|---|---|
227.2 | 307.8 | 294.2 | 99.61 | 95.58 |
105.77 | 169.1 | 155.5 | 99.88 | 91.96 |
此外,如下响应测试结果表明(通过直流断路器实现负载0%⇒100%、50%⇒100%的测试),对负载变化进行反馈控制,使电压保持恒定,可作为AC-DC转换器正常工作。

作为逆变器控制应用,本期我为大家介绍了MCU电源控制(图腾柱交错式PFC)的可行性。除了AC-DC的PFC IC等专用产品外,我们还系列推出了具有较高系统控制融合性的MCU产品,增加了客户的可选项,做到物尽其用。我们将继续推出符合客户需求的优质产品,为客户的创新做出贡献。敬请期待瑞萨RX家族的进一步发展。
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- 有关本期介绍的图腾柱交错式PFC的更多信息,请参阅Digital Power Conversion(Totem Pole Interleaved PFC)应用指南(R01AN6877)。
- 有关图腾柱PFC的常用系统配置,请参阅Winning Combination(成功产品组合)。
- 有关RX66T的更多信息,请参阅RX66T产品页。