一、背景 随着设备智能化程度的提高,以及对能耗更加苛刻的要求,对于高效大功率电源系统的需求越来越多。为此,茂睿芯陆续推出了PFC、LLC、LLC SR相关大功率电源解决方案,覆盖100-2000W的模拟电源系统,满足用户对大功率电源系统日益增长的需求。为了充分降低客户的设计难度,节省调试时间,茂睿芯推出了240W的全国产电源参考设计,以便客户参考。 高频化、高效率、高功率密度已成为当前开关电源技术发展的主流趋势,虽然开关频率增加能缩小磁性元件体积,但也会产生各种新的问题。开关损耗随着开关频率的增加成比例地上升、功率器件的运行轨迹超出安全工作区(SOA),不利于器件可靠性、过高的di/dt和dv/dt将产生严重的电磁干扰(EMI),而软开关技术的出现,可以有效降低开关损耗、减小功率器件应力以及改善电源效率。 二、茂睿芯 240W高性能电源板 MK2562+MK2189+MK1620的 240W 电源演示板 为使读者更加清晰了解我们的大功率高性能电源解决方案,我司特推出了PFC(MK2562)+LLC(MK2189)+SR(MK1620)全套方案-240W 高性能电源板,它具有高PF、低THD、高频高效率、低器件应力等特点,适用于工业电源、LED驱动、服务器及TV等应用场景。 典型应用框图 三、产品特点 1、CrM PFC 控制器 MK2562 MK2562 封装图 MK2562 系列产品一览表 1.1 MK2562产品特点 超低的THD 完善的保护功能 拥有BI/BO与动态OVP保护,保障系统连续工作的同时及时响应保护从而提高系统可靠性 低静态电流与启动电流:20uA@12V Vcc 低启机噪声、应力 1.2MK2562 引脚功能说明 MK2562 引脚说明表 2、LLC控制器 MK2189 MK2189 封装图 2.1 MK2189 产品特点 VCC支持26Vmax在-40~125℃工作条件 死区可调,可编程死区时间 Burst频率可选 可编程软起动 优化启机序列,降低启机应力 2.2 MK2189 引脚功能说明 MK2189 引脚说明表 3、双通道 LLC SR控制器 MK1620 MK1620 封装图 3.1 MK1620 产品特点 宽Vcc供电电压4.7~38V 超低静态电流<75uA 双通道独立差分采样 高效率自适应启动控制策略 双通道互锁机制 防DCM ringing 振铃误触 10 ns超快关断传输延时 2.5A max下拉电流 3.2 MK1620 引脚功能说明 MK1620 引脚说明表 四、应用领域 五、应用性能 1、整机效率 MK2562+MK2189+MK1620效率测试表 MK2562+MK2189+MK1620效率与输出负载关系图 MK2562+MK2189+MK1620功率因数与输出负载关系图 MK2562+MK2189+MK1620谐波与输出负载关系图 2、整机待机功耗 MK2562+MK2189+MK1620待机功耗表 MK2562+MK2189+MK1620待机功耗图 3、输出纹波 MK2562+MK2189+MK1620输出纹波表 MK2562+MK2189+MK1620输出纹波图 4、动态测试 MK2562+MK2189+MK1620动态表+图 5、关键器件应力 5.1 PFC MK2562 MOS启机应力 MK2562 启机波形图 5.2 LLC MK2189 启机应力 LLC 启动初始,系统开环工作,若直接以较低的开关频率工作,会造成谐振腔电流过冲,严重时可能损坏功率器件。MK2189拥有软启时间配置功能,通过设置 SS 管脚并联电容,调节软启工作时间;启动时,芯片给 SS 电容充电,随 SS 管脚电压上升,开关频率逐渐降低,实现软启保护功能,可有效降低启机谐振腔电流应力。 MK2189 可编程软起图 MK2189 软启波形图 5.3 优化启机序列 优化后的启机序列使得在瞬态下拥有非常低的电流及电压应力,使得变压器、谐振电感设计功率器件拥有充足得余量,选型上成本更具优势,更加从容。 MK2189 LLC不对称启机减小启机电流波形图 MK2189满载12A稳态工作下的上、下管电压及谐振电流波形图 另外MK2189D的DT引脚提供了死区时间可调功能,在不用的应用条件下,可以调整电阻R 对死区时间进行编程。 MK2189D 死区时间编程曲线 5.4 LLC同步整流MK1620 启机时,Gate下拉将Vgs钳位在一个较低的电压(720mV)防止Vgs被Vdg带起导致MOS误导通。 MK1620启机驱动钳位图 开通时,快速建立驱动,关断时,2.5A的下拉电流在极短的时间内关断MOS。 MK1620静态驱动、下拉电流图 MK1620满载下SR MOS的Vds电压应力图 MK1620满载下SR MOS的稳态应力 6、雷击浪涌能力 整机通过共模6KV、差模4KV雷击浪涌测试。 MK2562+MK2189+MK1620雷击浪涌波形 六、DEMOBOM MK2562+MK2189+MK1620 材料清单
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