1. 简介[HR1211]是一款集成了多模式 PFC 和电流模式 HB LLC 的组合控制器,它性能卓越,具体参数请参阅 HR1211 数据手册。*附件:多模式 PFC + 电流模式 LLC 组合控制器.pdf 1.1 主要功能
1.2 功能模块HR1211 的功能如下所列,其功能框图如图1所示:
图 1:HR1211 功能框图 2. 典型应用电路图 2:典型应用电路 3. 电源功能HR1211 的电源部分包括为IC上电的高压电流源 (HVCS)、为栅极驱动器供电的 VREG 稳压器以及为数字内核供电的 3.3V 稳压器。[HR1211]自带监控电路和保护电路,可确保IC运行更加稳健。 3.2.1 用外部电压为VCC供电外部电压可以是备用电源或者直流电源。通常,VCC 电压应高于V 图 7:用备用电源为 VCC供电 3.2.2 用LLC 辅助绕组为VCC 供电对于非待机应用,VCC 由 LLC 辅助绕组供电以实现高效率。图 8 图 8:用 LLC 辅助绕组为 VCC 供电 3.2.3 VCC 电流VCC消耗的电流包括V3.3电流、VREG电流和内部电路的偏置电流。总电流是这三个电流的总和。 在t0-t2期间,且在V3.3启动之前,VCC电流约为200µs;在V3.3启动期间且IC启动之前(t 4.3 PFC 输出调节PFC 输出电压 VBUS 由数字 PI 环路调节。如图 13 所示,如果 R 为提高 PFC 效率,HR1211 可以在不同的输入电压和输出负载条件下自动调节输出电压。例如,当输入电压较低时,输出电压也可以设置得较低。图 24 显示了部分参数的配置。 图 24:输出电压调节 GUI 界面 4.4 PFC 的突发操作当输出负载降低时,PFC 变换器以突发模式运行。进入突发模式的电平可配置,具体通过V 4.7 PF补偿为满足EMI要求,通常会在L线和N线之间连接一个X电容,同时在桥式二极管的输出端连接一个高压电容,这样X电容始终会与高压电容并联。 但其输入电流将失真并超前电感电流,如图 32 所示。流经 C iC Z ( t )=CZdVi n ( t )dt**= 2 × π ×flin e ×Cz**×√2Vinrms**×co s ( 2 × π ×flin e × t )** 图 32:输入电流、C1 电流和电感电流的关系 该电流会导致轻载时的输入电流发生相移,并降低功率因数和 THD。[HR1211]则采用数字三角波来补偿I 图 34:三角波补偿 4.10 可配置数字滤波器4.10.1 电流采样滤波器[HR1211]内部提供两个可配置的数字滤波器(csp 滤波器和 td 滤波器),以提高抗噪性。 csp 滤波器和 td 滤波器都是二阶滤波器,可以通过 GUI 配置(参见图 42)。按钮设置为“ON”时,滤波功能启用;按钮设置为“OFF”时,滤波功能禁用。每阶滤波器都有15级带宽,可根据实际应用灵活选择。 图 42:可配置数字滤波器参数 4.10.2 电压采样滤波器为了增强 PFC 输出电压采样的抗干扰能力,[HR1211]提供了一个可配置滤波器用于FBP 采样。该数字滤波器的截止频率可配置为三个级别。利用电压采样滤波器,与R 5. HB 谐振功能半桥谐振变换器 (LLC)通常借助零电压开关 (ZVS) 实现高效率。HR1211 的 LLC 变换器则采用了专利技术电流模式控制方法。 5.1 电流模式控制LLC 电流模式控制策略通过采样 CR 和 FBL 电压来确定 LLC 开关频率,如图 45所示。 图 45:LLC 电流模式控制策略 5.2 LLC 工作模式控制策略对于 HB LLC 拓扑来说,开关频率变高将导致轻载条件下的磁化和开关损耗增加。为了控制输出电压并限制功耗,HR1211 在轻载时采用跳频模式操作,在超轻载时则采用突发模式操作;这极大地降低了平均开关频率,并因此降低了磁损耗。 5.2.2 突发模式操作随着负载变得更轻,为了进一步限制平均开关频率,在跳频模式中插入更长的开关空闲时间,这称为突发模式操作。 5.2.2.2 超低功耗模式为进一步降低IC功耗,HR1211在Burst-off期间(PFC和LLC均进入突发模式)采用超低功耗模式。在这种模式下,系统时钟减少至 1/10,一些内部偏置电流也关断。IC 总功耗减少至I 5.4 自适应死区时间调整 (ADTA)自适应死区时间控制功能可自动调整死区时间,使 LLC 变换器因 ZVS 而实现从轻载到满载的高效率。 ADTA 逻辑中可能出现的死区时间如图 59 所示。可以看到,可能的死区时间有三个:最小死区时间(t 图 59:波形演示 ADTA逻辑 5.5 斜率补偿功能为了保证电流模式控制的稳定性,将 4 位数字可调斜率电压 V 图 60:斜率补偿波形 5.7 LLC谐振腔参数设计请参考[在线设计工具] 8. 布局本节介绍电路板布局时布线和放置关键组件的主要注意事项。 图 74 显示了一个单层板中的GND 连接示例。其PGND与GNDD相连,以在IC下面尽量做大接地面积,然后直接连接至总线电容的负端口 。 图 74:PCB布局示例 9. 设计实例评估板(EVB)用于验证和评估 HR1211 的性能。有关 EVB 的详细信息,请参阅 EVB 数据手册。 9.2 评估板 |