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一文读懂MPS最新LLC数字氮化镓快充控制器HR1211_电流_模式

神尊大人 2025-01-12 05:58:58 0

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MPS HR1211数字化掌握器用于AC-DC电源领域,办理了传统数字电源外围繁芜、本钱高的缺陷,基于HR1211可以设计出元件精简、高性能、低待机功耗、全输出范围高效率的开关电源,助力大功率PD快充遍及。

在消费类产品中,电源哀求高效率、小体积、低待机功耗。
传统的仿照掌握器很难跟上日月牙异的变革,MPS的HR1211办理了传统数字电源外围元件繁芜、本钱高的问题,充分表示出新一代数字电源芯片的上风。

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目前对电源哀求是全输出范围下的高效率,不只追求满载的高效率,在待机和轻载时均哀求较高的效率水平。

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(图片来自网络侵删)

高功率密度可以在同等体积下输出更高的功率,合营简洁的BOM,提升电源产品的竞争力。
此外可靠性哀求和EMC哀求,还制约着电源的转换效率和轻载效率。
要同时知足以上哀求,选择一个得当的电源方案非常主要。

MPS供应0-1000W全系列的AC-DC电源办理方案,从1W输出的智能LDO和Buck非隔离方案,到10W输出的非隔离降压方案,MPS均有集成功率管的办理方案。

对付小功率隔离反激方案,MPS也有集成功率管和掌握器的方案供应。
末了到大功率的LLC方案,在75W输出以上,比较常用的PFC+LLC架构,MPS有独立的PFC掌握器和LLC掌握器供应。
本日重点先容的是HR1211,PFC+LLC二合一掌握器。
在副边同步整流上,MPS也有高效可靠的方案,可用于LLC和反激同步整流。

HR1211数字式PFC+LLC集成掌握器,从图中的运用电路中可以看到HR1211的外围电路非常简洁。
HR1211集成PFC+LLC 数字掌握内核,所有的功能和参数都通过uart接口,单pin引脚进行配置。
同时内部集成了高压启动、X电容放电、PFC驱动、LLC半桥驱动、自举二极管、外围电路非常简洁,可实现紧凑的电源设计。

HR1211是数字化PFC+LLC二合一掌握器第二代成熟产品,2016年推出的HR1200采取了数字PFC掌握器和仿照LLC掌握器,28pin,是市场上第一颗数字集成PFC和LLC的掌握器。
PFC采取专利的DCM/CCM稠浊掌握,支持高达1000W功率输出。

HR1211的PFC和LLC掌握器全部采取数字掌握,LLC采取电流模式掌握,可得到更好的瞬态和稳定性,同时提升了轻载下的性能。
空载损耗<100mW,位于领先水平。
下一代产品已经在设计中,估量今年问世,新产品汇合成更多系统上的性能,并且具有更精良的轻载表现。

HR1211全部功能和参数均可利用图形界面通过UART接口进行配置,PFC级采取CCM/DCM稠浊掌握,在10%的负载下可实现功率因数>90%,险些没有仿照的PFC掌握器可以达到这个效果。

PFC掌握器采取数字环路调节,利用数字办法进行灵巧配置,并且两级环路补偿的可实现快环和慢环的切换,达到非常好的动态调节。
LLC采取电流模式掌握,全负载范围内可实现高效率。

同时具有自适应去世区韶光调节和容性模式保护,担保运行高效稳定。
5W输出功率效率高于80%,0.5W输出效率高于65%。
得益于数字掌握,HR1211可供应丰富完善的保护功能,和独立定制的保护功能。

MPS HR1211通过输出功率打算出峰值电流和谷值电流,根据谷值电流切换CCM和DCM事情状态。
当谷值电流大于0时运行在CCM事情状态,谷值电流即是0时运行在DCM事情状态。

并且跟随负载状态动态调节PFC事情频率,负载低落降落PFC开关频率。
重载下PFC运行在CCM模式,开关频率最高,随着负载低落,动态降落两边频率,实现较低的等效均匀开关频率,并担保峰值电流不会过高。
随着负载进一步低落,全体开关频率进一步低落,进入DCM模式。
有利于功率电感设计和更高的峰值功率。

HR1211配置PFC级电流采样和DCM开关周期打算滤波器,数字滤波器阶数和截止频率都可配置,可根据系统须要进行滤波器参数设置,可办理大部分噪声滋扰问题,简化布板设计,并优化噪声,提高系统稳定性。

HR1211内置的PFC电路,可补偿开关电源中电容产生的容性电流,数字掌握可针对容值和输入电压和补偿幅度进行补偿,这也是仿照PFC掌握器无法做到的,可以在宽负载幅度得到90%以上的功率因数。

HR1211在PFC级实现了两级的数字环路补偿功能,可通过图形界面直不雅观表示。
PFC级得益于数字化掌握,可以做到快环和慢环切换。
快环用于防止快速负载切换造成的电压跌落,坚持LLC级稳定事情,担保输出电压。

HR1211采取电流模式LLC掌握器,可实现更好的系统稳定性和更快的相应速率。
HR1211采集原边谐振电容上的电压,与光耦反馈旗子暗记进行比较,决定上管开通韶光。
芯片内部计时器打算上管导通韶光,担保下管开通韶光和上管完备对称,实现原边电流掌握。
HR1211还具有斜坡补偿功能,用于防止次谐波震荡,幅度可由数字掌握配置,知足不同需求。

电压模式和电流模式系统效果比拟,以100KHz为例,电压模式得到3KHz带宽,电流模式可轻松得到更高带宽,在相同带宽下,电流模式具有更好的稳定性。

HR1211在电流模式的根本上,加入了跳周期和Burst模式,来知足轻载下的高效率哀求。
通过跳周期来降落等效开关频率,减少开关损耗。
跳周期韶光可通过数字配置,担保在音频噪声外。
极轻载模式下,Burst模式可进一步最小化开关频率,实现轻载高效的状态。

进入Burst模式往后,可通过调节进出负载点进行轻载效率和音频噪音的平衡。
其余HR1211供应Burst模式的控频功能,可设置频率范围为1KHz以下,避开人耳敏感点,有效缓解噪音。

HR1211可以通过图形化用户界面进行非常详细的配置,如PFC、LLC、掌握功能配置,系统功率和保护状态监控。
利用HR1211数字芯片,可在任何阶段进行参数调度,从研发到成品。
HR1211还具有密码设置,通过密码保护芯片内部参数,没有密码无法读取内部配置参数,从根本上杜绝抄板。

HR1211内置的数字内核通过LabView平台还可进行自动化的参数测试及优化,配置参数扫描,自动扫描测试,优化性能。

HR12系列设计实例,涵盖条记本电源,PD适配器和台式机电源及做事器电源。
得益于数字掌握的灵巧性,支持CCM和DCM的PFC,电流模式的掌握LLC,可实现非常精良的系统稳定性,覆盖不同功率的设计。

总结

MPS HR1211采取数字化内核,具有非常丰富的可配置项目,比较传统掌握器,具有更多的灵巧性。
其非常丰富的可配置项目,使HR1211可知足非常高的哀求,如待机功耗,快速负载相应和音频噪声抑制。

同时HR1211还具有外围元件大略,芯片集成度高的上风,简化运用;内置的密码保护能有效保护芯片内部配置信息,使产品难以被抄板,有效保护知识产权不被侵害。

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