稳先微推出WS2699直驱控制器的LLC电源全套解决方案
LLC拓扑是目前大功率开关电源使用较多的方案,具有工作频率高,转换效率高,输出功率大的优点,适用于笔记本电源,USB PD快充,大功率充电器等多种应用,满足人们对于电源高效率,小体积的追求。
如今USB PD3.1已经推出,苹果首款140W电源同样采用高性能的LLC拓扑,在无形中突出了LLC拓扑的行业地位,非常适合于大功率应用。随着USB PD3.1生态的成熟,相信更多厂商会在充电器上选用LLC拓扑,满足日益增长的快充应用。
稳先微推出了三款LLC控制器芯片,并基于WS2699 LLC控制器推出了一款12V240W的开关电源参考方案,支持90-264V宽电压输入。配合PFC控制器WS2862A和LLC同步整流控制器WS2994实现了全面国产化的高性能LLC电源设计,稳先微可提供USB PD3.1 140W快充一站式解决方案。
稳先微240W LLC电源参考设计,电源输出电压为12V,最大输出电流20A,可用于PC电源等直流输出用途。LLC拓扑转换效率高,输出纹波小,并具有极低的待机功耗。
稳先微共推出了三款LLC控制器,其中WS2695和WS2696内部未设计驱动器,适用于驱动目前逐步流行起来的合封氮化镓半桥芯片,或使用氮化镓专用驱动器搭配E-mode氮化镓开关管,芯片支持开关频率达1MHz,可实现高频高功率密度的氮化镓开关电源设计。
WS2699是一颗全功能LLC控制器,内置700V耐压驱动器,可直接驱动MOS管或E-mode氮化镓开关管,满足简洁高效应用。
稳先微240W LLC电源参考设计采用WS2862A PFC控制器进行功率因数校正以及输入稳压,为WS2699 LLC控制器提供稳定的电压输入,输出使用WS2994同步整流控制器进行同步整流,实现高效的电源转换。
稳先微WS2699 LLC控制器采用数模混合电流型多模式控制,先进的多模式控制,配合自适应死区调节,可实现全负载范围的效率优化。保护参数和控制参数可由寄存器配置,简化电路设计。WS2699采用电流模式控制架构,具有优秀的环路稳定性,并针对轻载和待机进行节能设计,优化轻载效率和待机功耗。
WS2699内部集成700V耐压半桥驱动器,具备2A的灌电流能力以及750mA的拉电流能力,上升下降时间短,可充分驱动外置功率管,降低开关损耗。芯片内部集成的半桥驱动器,可直接驱动MOS管或不带驱动器的GaN开关管,支持500KHz开关频率。
WS2699还集成了高压启动和X电容放电功能,集成丰富的保护功能,如输入过压、欠压保护,过功率保护,逐周期过流保护,容性模式调节,输出短路保护,输出过压保护以及外置热敏电阻的器件过热保护。WS2699采用SOP16封装,可用于USB PD快充,电脑电源,电视机及显示器电源,LED照明,医疗及工业电源等应用。
PFC是功率因数校正电路,用于提高大功率开关电源的输入功率因数。PFC通常采用升压方式,将整流后的电压升压,输出稳定的直流电为开关电源供电。升压PFC可以降低初级滤波电解的容量,减小电源的体积。
稳先微WS2862A是一颗PFC升压控制器,运行在临界连续模式,可实现高PF值和优化THD。WS2862A具有极低的启动电流和工作电流,供电端可使用较大阻值的启动电阻,降低损耗。内置的栅极驱动器具有600mA灌电流能力和800mA拉电流能力。电流采样电路内置滤波电路并具有前沿消隐,能够简化外部抗干扰器件。
同时WS2862A还具有逐周期过流保护,动态及静态输出过压保护,反馈开环保护,VCC过压钳位,供电欠压保护,栅极驱动输出电压钳位等全面的保护功能。
WS2862A通过辅助绕组进行零电流检测,系统工作于电感电流临界连续模式,可降低开关管的导通损耗。
以往的电源输出整流都是采用肖特基二极管整流,但二极管的正向压降,在大电流流过时会造成可观的功率损耗,需要较大的散热片为二极管散热,同时二极管的损耗还拉低了电源转换效率。
同步整流使用导阻极低的MOS管代替肖特基二极管,由同步整流控制器控制MOS管开通和关断代替二极管整流,相比二极管整流大幅降低损耗,提高电源的转换效率,是主流大功率电源的整流方式。
稳先微WS2994是一颗适用于LLC电源的双路同步整流控制器,用于LLC拓扑的次级同步整流。WS2994通过检测整流管的Vds电压,来控制同步整流管实现可靠的开通和关断,代替肖特基二极管,消除肖特基二极管压降上的损失,从而提高LLC转换器的效率。
WS2994支持CCM,CrM和DCM工作模式,并支持自动优化控制。支持4-36V输出电压范围,满足绝大多数适配器应用,栅极驱动电压可达10.5V,对同步整流管具有非常好的兼容性。同时双路驱动器具有互锁功能,防止两颗同步整流管同时导通发生直通。
WS2994支持1MHz开关频率,有效应对未来高频电源应用。WS2994支持轻载节能功能,当输出电流降低到一定程度时,停止驱动信号输出,降低损耗。
充电头网总结
随着半导体芯片产品缺货加剧,国外厂商产品供货短缺,为国内优势芯片厂商带来重大的发展机遇。稳先微把握难得的机遇推出了一系列LLC控制器以及对应LLC应用的PFC控制器和同步整流控制器,实现国产化替代。
LLC控制器此前一直被英飞凌、恩智浦、安森美等一线大厂把持,长期以来没有国内厂商推出同类产品。稳先微推出的数字内核LLC控制器,可通过寄存器配置控制及保护参数,与国际大厂处于同一水平,展示了国内厂商的技术实力。
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