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解决多种工业类LLC变换器应用痛点!茂睿芯MK218X新品上市!

充电头网编辑部 充电头网 2024-04-06


前言

 
茂睿芯MK218X系列芯片是基于电压模式的半桥LLC谐振控制器,相对于电流模控制,其电压模的纯电压环路控制会更加简单、可靠,抗噪,在复杂多变的负载变化及较强的噪声环境下,更适合应用在工业、通信领域等。

一、MK218X工作模式概述

 
MK218X拥有多种模态工作模式可满足不同负载下的能效设计要求。轻载下,将进入猝发模式,使得系统的损耗降至最低,最高可支持500K工作频率。重载下,独特的锯齿波振荡设计相较于传统的三角波也使得上、下桥臂驱动更对称。在启动时,专有的PWM启动序列,可以减小启机时的开关器件应力。在故障状态时,拥有自恢复及锁死两种保护机制满足客户不同的设计需求。
 
全套应用方案(PFC+LLC+SR)
 
茂睿芯MK218X系列半桥LLC谐振控制器最大支持26V的工作电压,其中MK2185的可调节死区时间从250ns到1us,具有高精度振荡器有助于稳定系统的工作频率,提高控制精度,减少频率漂移和噪声,从而改善整个电路的性能和可靠性。MK218X系列具有最高可达500khz的工作频率,使用BM模式工作,噪音更低,并具有独特的启动序列,可进一步减小开机应力,同时具有不同版本的多样化保护功能,包括锁死以及自恢复等功能,可满足不同系统的不同需求。
 

二、MK218X产品功能

 
  1. 提升抗干扰性,从容应对系统雷击浪涌测试
  2. 高耐压,耐高低温,VCC工作电压可达26V
  3. 增加死区时间可调功能
  4. 差异化锯齿波振荡器
  5. 轻负载工作优化,burst mode频率调节,降低空载纹波和噪音
  6. 可编程软起动
 

2.1 提升抗干扰性,从容应对系统雷击浪涌测试

 
增强LINE、CSS、DELAY、DIS等引脚的抗干扰能力,系统设计更容易满足DM4KV、CM6KV设计,保障系统能稳定运行。
 
 
CH1 MOS VDS  CH3 GATE  CH4 iLr, DM雷击信号进来后,系统母线电压提升近100V,谐振腔电流增大,此时外干扰增大,芯片在此环境下正常运作。
 

2.2 高耐压,耐高低温,VCC工作电压可达26V

 
MK218X系列拥有宽泛的工作电压 ,Vcc可达26Vmax,具有Vcc UVP及OVP保护。

RF、DELAY等可耐8V max电压工作。
 
 

2.3 增加死区时间可调功能

 
可调死区时间从250ns到1us(仅限MK2185)。
 
外置调整死区时间
 
DT PIN外设电阻,可编程死区时间,灵活设计,可满足客户的不同场景的应用需求。
 
 
R=18K
 
 
R=12.5K
 

2.4 差异化锯齿波振荡器

 
MK218X系列具有高精度振荡器,最高可支持500K工作频率。
 
锯齿波振荡器
 
锯齿波设计,减小上、下桥臂驱动在应用中的不对称性。
 

2.5 轻负载工作优化,burst mode频率调节,降低空载纹波和噪音

BM in 频率变化
 
进入burst mode时,频率由高至低变化,有效减少音频噪声。
 
BM频率可控
 
进入burst mode时,保障burst mode 频率可控,降低轻载音频噪声
 

2.6 可编程软起动

 
MK218X系列具有软起电容可调节独特的启动序列,减小开机应力。
 
CSS软起可调
 
MK218X系列可配置CSS电容调整软起时间。
 
启动驱动发波序列
 
优化后的启机驱动序列,可进一步减小开机应力。
 
启机驱动及谐振腔电流
 
多版本多样化功能——锁死及自恢复,满足系统不同需求
 
MK218X系列产品
 
在茂睿芯MK218X系列半桥LLC谐振控制器中,MK2185与MK2189具有自动重启的保护机制,而MK2187在遇到不可逆转的状态时会进入锁定状态以保证电源转换器的稳定。MK2185采用不对称的启动模式,MK2187与MK2189采用对称的启动模式,可以让系统的各个参数或工作条件在启动时会尽量保持一致,以确保系统在启动阶段具有更好的稳定性和可控性。
 
MK2185具有可编程死区时间,允许用户可以根据特定需求来调整死区时间的长度,以满足不同的应用需求。而MK2187与MK2189具有固定死区时间,可大大简化电路控制和确保系统的稳定性。
 

三、240W 高PF 高效率 DEMO展示

 
240W系统demo顶层直观图
 
240W系统demo底层直观图
 
这款茂睿芯240W系统demo由MK2562、MK2189、MK1620构成,整体尺寸为L107*W70*H21 mm³,可输入180-264Vac 50Hz,输出为20V/12A,230V满载效率94%,PF功率因数可达0.99。
 
240W DEMO效率曲线
 
茂睿芯240W 系统demo在180V下的功率因素最高,而180V-264V在满载效率下功率因素都可达0.98以上,180V更是可达0.99.
 
240W DEMO 效率曲线
 
茂睿芯240W 系统demo在180V-264V中的效率曲线非常接近,效率最高可超过94%。
 

四、应用场景

 
  • 电动出行
  • 通讯网络
  • 服务器和云算力
  • 新能源
 

充电头网总结

 
茂睿芯MK218X系列是一系列基于电压模式的半桥LLC谐振控制器,其简单、可靠和抗噪的特点使其在各种负载和噪声环境下表现卓越,适用于工业和通信领域等应用。多种工作模式适应不同设计要求,启动序列减小开关器件应力。MK2185支持最高26V工作电压,具有可调节死区时间和高精度振荡器,以提高系统频率和控制精度。最高500kHz的工作频率,BM模式下更低的噪音,以及自恢复和锁死等多种保护功能,可满足不同系统需求。
 
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