新推出的HiperLCS-2芯片组是采用LLC谐振控制及同步整流的方案。为什么这样的结合可以确保变换效率最佳呢？ 阎金光说，第一代的HiperLCS产品没有同步整流，现在将控制芯片跨接在LLC变换的初级和次级之间。利用FluxLink的高带宽传输特性，实现快速精确的开关时序控制。将同步整流的优势发挥到最大。同步整流在反激电源中用的比较多，主要是为了改善整流效率，它比二极管导通损耗更低，整体电源效率更高。由于LLC拓扑应用的功率范围相对于反激更大，输出电流较高时，使用同步整流也成为进一步提高效率的关键。
初级侧集成的两个600V耐压FREDFET具有恢复特性良好的体二极管，可以实现上下管更短的死区时间。反向恢复更好，设计中很多限制条件就可以放宽，更易于设计。传统MOS管也有寄生二极管，但其反向恢复特性非常差。反向恢复特性比较差，除了造成损耗，还会使时序设计受到一些限制，影响整体电源效率。所以，只有这个指标很好，才不用严格考虑开关的时序设计，使效率达到最优。 FREDFET的600V耐压可以满足母线电压要求。通常前面PFC的输出稳定在400V，这样可以提供大约20%裕量，让电源更加可靠。根据不同应用需求，LLC谐振变换的中心频率可以通过外部设定来选择，LLC本身是一个工作频率随负载和输入电压变化而不停变化的工作方式，因而其工作频率范围往往较宽。当然，频率越高，无源元件体积就越小，但频率太高开关损耗增加，功率器件的消耗也会增加。中心开关频率具体设定多少，取决于具体的应用需求。HiperLCS-2可以通过外部元件将中心频率设定于90kHz、120kHz、180kHz及240kHz。无论中心频率是多少，半桥开关均是以ZVS软开关的方式工作的。 外部偏置供电除了给LLC供电外，偏置供电绕组还可以给前级PFC供电。PFC刚刚启动是自供电，当后级DC-DC变换工作以后，则由后级变换的变压器辅助绕组给前级的PFC控制器供电。LLC的上下管跨在母线两端，最怕的是两个开关同时导通，会使母线短路，出现炸机。HiperLCS-2内置的保护功能可以防止驱动信号同时开通，还可以实现过流或输出短路、过功率保护，而功率开关管的硬开关也会被芯片及时检测到，进而避免硬开关期间的损耗增大，器件损坏。 在同步整流驱动的同时，HiperLCS2-SR器件可以通过FluxLink将输出电压电流信息传输到半桥中，以决定开关时序，次级侧检测也能够提升输出电压电流的精度。 LLC工作的一个重要特性是在完全空载时以打嗝模式工作，这种方式会造成输出纹波的增加，甚至是电压失调。PI的控制引擎中专门对打嗝模式做了优化，三种打嗝模式可以保证即使在打嗝模式工作期间，输出电压仍然能够维持在输出稳压范围。而负载发生0-100%的跳变，仍然可以维持输出电压的稳定。 据阎金光介绍，PI集成的芯片组有两个IC器件：HiperLCS2-HB （半桥器件）及HiperLCS2-SR（隔离控制器件）。其中采用的FluxLink反馈速度非常快，利于满足动态负载变化剧烈的应用需求。FluxLink还可以将次级故障情况反馈至半桥功率器件，确保故障发生期间功率器件的安全可靠。 HiperLCS-2可为PFC前级提供偏置供电，效率可达98.1%。内部集成的600V耐压FREDFET可以满足PC应用钛金（80 PLUS Titanium）标准，包括轻载效率和轻载PFC要求。 对于中功率应用，保护电路必须周全，否则会出现一些灾难性故障。由于LLC是变频操作，在205W 90K中心频率，24V/8.5A输出的效率可达98%左右。满载时，小于5W的损耗可以使用PCB散热；在负载比较轻时和重载时，高效的效率曲线比较恒定。
芯片组包括两套器件：HiperLCS2-HB（功率器件）和HiperLCS2-SR（安全隔离器件）。安全隔离器件只有一个型号，可根据不同频率选择不同版本，型号都是LSR2000C。根据不同输出功率范围，功率器件有三个选择：LCS7260C、LCS7262C和LCS7265C，内部集成600V FREDFET，80W到220W连续输出功率。取决于散热条件，最大功率为270W，峰值功功率可达375W。 如果将HiperPFS-5与HiperLCS-2芯片组或InnoSwitch3组合使用，还可适用于多种不同应用。单级的传统反激电源设计中功率只能到65W，功率增加则需要满足功率因数要求。用HiperPFS-5加HiperLCS-2，对于功率较小的应用相较于单级方案，虽然效率稍低，但功率达达200W以上时，单级方案已经无法继续维持高效率工作。因此，针对不同的应用，如果输出功率比较小，可以用HiperPFS-5加一个反激电源InnoSwitch3；如果功率比较高，后面加一个HiperLCS-2。采用组合方案仍然可达95%以上的效率。
上述组合应用非常广泛，包括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。达到240W、270W输出功率，也改变了以往50、60W PD应用只限于移动用电设备的尴尬局面，是不是给我们一种海阔天空的感觉呢？ |
