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英飞凌发布数字多模式PFC和LLC控制器IDP2308

充电头网编辑部 充电头网 2021-07-21


近日充电头网从供应链了解到,英飞凌继推出多模式数字化ZVS零电压反激控制器之后,再次推出了一款集成了PFC和LLC架构的控制器,型号IDP2308,简化初级侧设计并且可提供更高的转换效率和更低的待机功耗。LLC架构属于双管半桥谐振,采用谐振电感、励磁电感和谐振电容串联,故名LLC。

 

LLC采用零电压开关(ZVS)软开关技术,具有工作频率高、损耗小、效率高、体积小的优点,可提高充电器功率密度。其谐振操作可实现全负载范围的软开关,减小开关损耗。从而成为高频和高功率密度设计的理想选择,适合固定电压输出,EMI特性更好。


传统反激架构在开关管关闭的瞬间,变压器漏感生成的谐振尖峰需要RCD吸收电路来吸收,这会在一定程度上降低转换效率,以及开关损耗也会降低转换效率,从而不适合更大功率输出。

 

开关电源输出功率提高以后,对应的对电网的干扰也会增大,为了提高功率因数,PFC电路成为必须要加入的一个环节。目前主流的解决方案是采用主动式PFC来提高功率因数,主动式PFC是一个BOOST电路,将整流后的脉动直流通过电感升压,采用一颗较小容量的电解电容滤波,还可提高适配器的功率密度。

 

但是加入单独的PFC级会增大电源的待机功耗,还会增加元件数量, 那么这个问题能够被很好的解决吗?英飞凌就推出了一款Combo,整合PFC和LLC的数字多模式控制器。

 

一、英飞凌推出混合LLC架构控制器

 

英飞凌IDP2308是一个数字多模式PFC和LLC控制器,集成了浮动高侧驱动器和启动单元。数字引擎为多模式操作提供高级算法,以支持整个负载范围内的最高效率,实现了全面且可配置的保护功能。DSO-14 封装仅需要最少的外部组件。集成的高压启动单元和先进的突发模式可实现低待机功率。此外,集成了一个一次编程 (OTP) 单元,以提供一组广泛的可配置参数,有助于简化相位设计。

 


英飞凌IDP2308支持同步PFC和LLC突发模式控制,PFC驱动器可配置并支持多模式,优化效率。可配置非线性LLC VCO曲线,软启动可配置,支持交流电压感应和X电容放电,最高支持300kHz工作频率。可以充分利用GaN器件的高频优势,低Qg、低Coss和低导通阻抗,实现效率和功率密度的提高,性能明显优于LLC+传统MOS的搭配。IDP2308支持可配置的保护功能,外围元件极简。

 


英飞凌IDP2308内建的处理器可使用dpVision软件通过半双工UART接口进行编程,配置PFC和LLC参数,使用内置的单次编程存储器进行参数存储。

 

二、英飞凌IDP2308参考设计



图为采用英飞凌 IDP2308的适配器尺寸图,55*50*15mm可输出100W功率,两个由胶带缠绕的磁芯分别是PFC升压线圈和LLC变压器,占据适配器一半体积,功率密度高达2.42W/cm³。支持宽电压输入,空载效率小于150mW,满载输出20V5A,90Vac时转换效率为93.7%,230Vac时转换效率为95.3%。

 

 

适配器电路板背面可以看到PFC和LLC开关管,PFC开关管为ThinPAK8*8封装,IPL60R104C,耐压650V,导阻104mΩ,LLC开关管为IPLK60R600PFD7,ThinPAK 5*6封装,耐压600V,导阻600mΩ。


两颗白色的电阻分别用于PFC级和LLC级电流采样,输出电压通过光耦反馈,采用贴片Y电容。输出采用同步整流方案,一颗控制器外置两颗同步整流管,同步整流管采用英飞凌BSC028N06NSSC,双面散热,耐压60V,2.8mΩ导阻。适配器采用固定电压输出。

 

三、英飞凌快充矩阵优势

 

英飞凌具有非常全面的电源方案,从15W到1KW均有芯片设计,包括反激和LLC架构等。英飞凌的USB PD方案从PFC控制器,主变换控制器,MOS管,同步整流MOS,同步整流控制器,负载开关MOS,PD协议控制器均有提供,实现充电器一站式的解决方案。

 

英飞凌的电源芯片性能领先,效率及功耗处于领先水平,CoolMOS和CoolGaN以及OptiMOS器件在业内具有非常强的竞争力,高效率高可靠性,并且具有多种封装,适合不同场合应用。由英飞凌自有12寸晶圆厂生产,产能有保证。

 

充电器内部每个主要功能模块英飞凌都有成品芯片,是业界少有的能全面覆盖电源全产业链的半导体巨头,同时英飞凌还提供工业级和车规级器件以及大功率模块等。

 

充电头网总结

 

英飞凌IDP2308将PFC和LLC控制器集成到一颗芯片上,首先是节省了占板面积和元件数量,这在寸土寸金的高功率密度适配器上显得尤为重要。芯片内部集成高压启动电路和高侧驱动器,简化外部电路,并且其PFC可与LLC同步联动,在轻载时可进一步降低待机功耗,节省能源。IDP2308内置的处理器可大范围配置PFC和LLC参数,适应设计。


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