业界独创：MPS推出单芯片初次级合封氮化镓快充控制器

2021年1月，MPS针对大功率PD快充市场推出了集成LLC控制和PFC控制器的合封芯片HR1211，让氮化镓快充正式进入数字时代！

搭载MPS HR1211数字芯片的大功率快充已经大批量上市，如IDMIX 100W氮化镓快充、MOMAX 100W氮化镓快充、征拓100W氮化镓快充，均可在各大线上渠道购买。

在3月26日举办的2021（春季） USB PD＆Type-C亚洲展上，MPS带来了《MPS快充方案----更可靠，更智能，更高效》主题演讲，并发布了旗下另一个高集成快充电源芯片系列MPX2002/3。该系列芯片创新性的将初次级控制器合封在一颗芯片内，大大简化了外围电路设计，为实现快充电源的小型化提供了全新的思路。

以下是对本次发布会PPT的详细解读：

MPS在本次展会上推出了全功率段充电器解决方案，让充电器更高效，更智能，更可靠。

MPS公司于1997年创立于硅谷，2004年于美国纳斯达克上市，中国运营总部在成都，2020年度营收为55亿人民币，全球员工人数在2200人以上，在云计算、汽车、工业和消费类电子等领域共有4000多种产品。

MPS推出了一系列AC/DC充电器解决方案，用于65W快充方案的反激多合一方案MPX2002/3，同步整流MP6908、MP9989、MP697X。用于100W适配器的PFC+LLC二合一控制器HR1211，PFC+反激的MP44060+MPX2003组合，以及同步整流控制器MP6925、MP6908。用于120W以上电动工具充电器的LLC控制器HR1001。用于300W以上电动自行车的充电器的PFC+LLC二合一控制器HR1211和同步整流控制器MP6925。

MPX200X多合一反激控制器系列产品。在2016年，MPX2001已经发布，反激+同步整流，并且具有4.5kVac绝缘，通过UL1577和IEC62368标准，采用SOICW20封装。

现在，第二代产品MPX2002/3已经进入样品阶段，支持CCM&QR多模式，无音频噪音，工作频率最高支持70/140kHz，空载功耗低于30mW，采用SOICW16/T封装。MPX2005还在设计中，支持250kHz工作频率，将是氮化镓的理想搭配。

MPX2003多合一反激控制器支持高达4.5kVac的隔离，全部产品经过测试。支持CCM&QR多模式工作，空载功耗低于30mW，在任何工作状态下都可提供可靠的同步整流，具备完整的保护特性，并提供SOICW16和SOICW16T封装。

传统方案需要反激控制器、光耦、电压基准和同步整流控制器四颗IC，而使用MPX2003单IC方案，集成了初级控制器和同步整流控制器。简化了设计，减小了占板面积，降低待机功耗，增强可靠性，无需光耦反馈，防止光耦在高可靠性环境出现老化。特别在CCM运行模式下能够实现更高精度的同步整流控制。

MPX2003在轻载和中载时以PFM（脉冲频率调制）模式运行，满载时转入QR/CCM（准谐振/连续）模式运行，并且QR和CCM可以根据工作状态自动切换。另外，MPX2003可以保证最大频率点在满载状态，更加有利于变压器的设计。

MPX2003与其他方案对比，高精度的同步整流关断及时，减小脉冲尖峰电压。

MPS展出基于MPX2002与MPX2003的两款65WPD适配器样品，其中MPX2002工作频率65kHz，体积为45*46*25mm³，MPX2003工作频率为130kHz，体积为42*43*23mm³。

MPX2003只需要使用标准品RM8的磁性和0.38ohm的MOSFET，就可以轻松在115VAC和230VAC输出的转换效率均高于CoC V5 Tier2要求。

MPX2003芯片特写

基于MPX2003开发的65W快充DEMO正面

基于MPX2003开发的65W快充DEMO背面

HR1211是数字化PFC+LLC二合一控制器第二代成熟产品，2016年推出的HR1200采用了数字PFC控制器和模拟LLC控制器，采用SOIC/TSSOP28封装，是市场上第一颗数字集成PFC和LLC的控制器，可通过图形界面编程，PFC采用专利的DCM/CCM混合控制。

HR1211的PFC和LLC控制器全部采用数字控制，采用SOIC/TSSOP20封装。LLC采用电流模式控制，可获得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。此前已经对其进行了深入的视频解读。

HR1211全部功能和参数均可使用图形界面通过UART接口进行数字编程控制，空载功耗低于100mW，5W输出功率效率高于80%，0.5W输出效率高于65%。支持全部保护功能以及独立定制化的保护功能。

PFC级集成高压启动和X电容放电，采用CCM/DCM混合控制，开关频率可编程，最高工作频率250kHz，自适应的母线电压，支持两级数字控制环路补偿。

LLC级集成600V高侧驱动器和自举二极管，采用电流模式控制，支持专有的突发和跳跃工作模式，支持自适应的死区时间和容性模式保护。

MPS HR1211通过输出功率计算出峰值电流和谷值电流，根据谷值电流切换CCM和DCM工作状态。

电压模式和电流模式系统效果对比，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在电流模式的基础上，加入了跳周期和Burst模式，来满足轻载下的高效率要求。通过跳周期来降低等效开关频率，减少开关损耗。跳周期时间可通过数字配置，保证在音频噪声外。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模式以后，可通过调节进出负载点进行轻载效率和音频噪音的平衡。另外HR1211提供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、控制功能配置，系统功率和保护状态监控。使用HR1211数字芯片，可在任何阶段进行参数调整，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。

基于HR12系列的产品，涵盖85W笔记本电源，100W PD适配器、400W台式机电源、570W服务器电源、600W充电器等。得益于数字控制的灵活性，支持CCM和DCM的PFC，电流模式的控制LLC，可实现非常优秀的系统稳定性，覆盖不同功率的设计。

MPS的反激同步整流控制器一览，具有非常丰富的选择。MP6908无需辅助线圈，支持斜率检测，超低工作电流。MP6908S为高频率PD应用优化，MP6980具有更好的散热效果，MP6908A支持500kHz工作频率，可用于GaN，MP6908L专为65kHz频率优化，MP6909为低侧同步整流专用。

以MP6908为基础，MPS还提供一系列集成功率管的同步整流方案，最高支持到5A的输出电流。

截止到目前，MPS旗下的MP6908系列同步整流芯片，已经累计出货过亿颗，并且获得联想、戴尔、惠普、LG、小米、谷歌等国际一线品牌广泛采用和认可。

得益于MPS在AC-DC多年的技术沉淀，HR1211数字芯片一战成名，即将面市的反激多合一方案MPX2002/3，也备受业界关注。

峰会预告

7月30日，2021全球第三代半导体快充产业峰会将在深圳举办，届时将有多家氮化镓、碳化硅快充芯片原厂及快充产业链配套企业出席，共同探讨第三代半导体快充发展新趋势。如有参展需求，请联系邮箱：[e-mail]

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