实测干货：安森美FAN9673三通道交错PFC控制器，5kW电源前级设计踩坑记

最近赶工业焊机的5kW AC-DC电源项目，前级PFC选方案的时候纠结了好久：单通道CCM PFC的话电感、功率管电流应力太大，散热和成本都压不住；自己做多通道并联的话相位同步、均流、保护电路又要搭一大堆，开发周期赶不上。翻了一圈料号最后锁定了安森美的FAN9673三通道交错CCM PFC控制器，调完版性能超出预期，整理下这个芯片的核心特性和实际设计踩的坑，给同行做个参考。

文件下载：FAN9673-D.PDF

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为什么选FAN9673？几个核心优势戳中痛点

做高功率PFC的工程师应该都懂这几个痛点：纹波大EMC难搞、轻载效率低、多通道均流麻烦、保护电路复杂。FAN9673几乎把这些问题全解决了：

1. 三通道交错120°相位输出：输入输出电流纹波直接抵消70%以上，输入滤波电容和输出电解的容量可以小一半，EMC滤波成本直接降下来，还能延长电解寿命。
2. 内置通道管理：轻载自动平滑关闭从通道，重载自动开启，完全不用软件干预，10%负载以下效率比全通道工作高3个点以上。
3. 全集成保护：峰值电流限、输入掉电保护、反馈环路故障检测（TriFault Detect）、电感饱和保护全内置，不用额外搭一大堆比较器做保护，外围电路少了近20个器件。
4. 差分电流采样：多通道交错的地弹噪声是老大难问题，这个芯片每个通道都带差分采样，直接把串扰抑制掉，稳定性高了不是一点半点。 而且官方保证符合IEC1000-3-2谐波规范，过认证的时候省了好多麻烦。

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核心功能拆解，设计前必须摸透

1. 两种通道管理模式，灵活适配不同需求

这个芯片的通道管理真的做的很贴心，支持两种模式：

• 自动模式：给CM2、CM3引脚设置固定电压，芯片会根据负载情况（VEA引脚电压）自动平滑调整从通道的电流增益，负载降到阈值以下的时候慢慢把从通道电流降到0再关断，完全没有切换冲击，适合不需要MCU干预的低成本方案。
• MCU可控模式：直接用GPIO拉CM引脚，>4V就关对应通道，<0.2V就开，关第三通道的时候剩下两个通道会自动切180°相位差，不用自己重新调同步逻辑，我这次项目就是用的这个模式，配合MCU做负载动态调度非常方便。

2. 双环控制逻辑，PF值拉满

芯片是平均电流模式控制，电流环+电压环双环架构，增益调制器直接把输入电压采样、输出电压误差、输入电压前馈三个变量运算出电流参考，输入电流自然跟随输入电压正弦波，我实测180VAC满载的时候PF值能到0.9974，THD只有6.4%，完全满足要求。 这里要注意一个公式，增益调制器输出电流是 (I{MO }=K × frac{I{AC} × V{VEA}}{V{LPK}^{2}})，低压输入范围K=0.8，高压输入范围K=3.2，算参数的时候别搞混了。

3. 这些可编程参数别搞错

• 工作频率：只能选18~40kHz或者55~75kHz两个区间，绝对不能选40~55kHz之间的频率，芯片内部逻辑会异常，我一开始图方便选了45kHz，折腾了两天才发现是这个坑。
• 输出电压可调：PVO引脚加0.5V以上电压就能调低PFC输出目标值，公式是 (V{FBPFC}=2.5 V-left[frac{V{PVO}}{4}right])，低压输入的时候降低PFC输出能提效率，但是注意PFC输出至少要比输入峰值高25V，不然Boost电路工作在断续模式，PF值会崩。

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5kW设计实测数据，性能真的顶

我这次做的是180~264VAC输入，393V/12.72A输出的PFC前级，用的40kHz开关频率配IGBT，实测数据给大家参考：	输入电压	25%负载效率	50%负载效率	满载效率	满载PF值	满载THD
180VAC	96.5%	96.5%	96.2%	0.9974	6.4%
220VAC	97.0%	97.2%	97.1%	0.9924	11.26%
264VAC	97.6%	97.9%	97.6%	0.9600	27.29%

这个数据比我之前用分立方案做的同功率PFC高了1个点左右的效率，EMC测试也一次过了，省了好多调试时间。

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踩坑提醒，都是烧钱换的经验

1. 电流采样电阻一定要用高精度：至少0.5%精度，最好0.1%的，我一开始图便宜用1%的，三个通道电流差了8%，换了高精度电阻之后差不到1%。
2. 差分采样走线一定要注意：CS+和CS-走线要等长、紧耦合，尽量短，远离功率环路的走线，不然地弹噪声会导致采样值跳，甚至误触发过流保护。
3. RLS和RGC电阻别乱选：一定要按官方应用笔记AN4164、AN4165的公式计算，RLS要在12k~87k范围内，不然线性预测功能不正常，电流波形会畸变。
4. 输入浪涌防护不能省：一定要加NTC+继电器旁路的浪涌抑制电路，我一开始没加，上电浪涌直接烧了一个IGBT，血的教训。
5. LPK引脚电压别超3.8V：按公式 (V{LPK }=frac{V{IN,PK }}{100} × frac{R_{RLPK }}{12.4 k}) 算RLPK电阻，最大输入的时候LPK电压不要超过3.8V，不然输入前馈会出错。

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目前这个版本已经过了-40℃~85℃高低温循环测试和EMC测试，跑了72小时满载没有任何问题，有在用这个芯片做设计的朋友可以评论区交流下遇到的问题，需要参考原理图的也可以留言哈。