概述

MPS 的 AC/DC 電源產(chǎn)品利用先進(jìn)的技術(shù)來提升性能并實(shí)現(xiàn)節(jié)能，以此來滿足對環(huán)保解決方案日益嚴(yán)苛的要求。

本系列文章分上、下兩篇討論引領(lǐng)潮流的 AC/DC 解決方案。Part I介紹了無碳時(shí)代以及設(shè)計(jì)人員在使用傳統(tǒng)電源解決方案時(shí)面臨的問題；本文為下篇，將討論高效率AC/DC 解決方案如何實(shí)現(xiàn)空間受限應(yīng)用的效率提升。

MPS 提供全系列的集成電源解決方案，例如具有 1W 輸出的低壓差 (LDO)、非隔離式降壓解決方案，以及具有 10W 輸出的非隔離式降壓解決方案。MPS還提供集成功率晶體管和控制器以實(shí)現(xiàn)低功耗隔離式反激解決方案，以及適用于 PFC + LLC 架構(gòu)的獨(dú)立 PFC 控制器和LLC 控制器，以實(shí)現(xiàn)75W 輸出以上的大功率 LLC 解決方案。MPS 應(yīng)用的一些具體方法如下所述。

引入新拓?fù)?/strong>

采用有源鉗位反激和零電壓開關(guān) (ZVS) 的 PFC + LLC 混合拓?fù)淇梢杂行岣咝?。這種拓?fù)溆兄诮档蛦?dòng)損耗并回收漏感，效率可提升至 93%。

全集成設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的非隔離式 AC/DC 解決方案通常需要多個(gè)芯片和多個(gè)外部元器件（例如原邊控制器、副邊控制器、光隔離器等），從而導(dǎo)致較大的電路板面積和較高的BOM 成本。MPS 的緊湊型解決方案則高度集成，能夠在單個(gè)芯片上集成原邊和同步控制器。集成方案簡化了設(shè)計(jì)，縮小了PCB面積，而且比傳統(tǒng)解決方案性價(jià)比更高。

適配高頻芯片

硅器件因其低開關(guān)頻率與效率已不能適應(yīng)新一代的功率器件要求。但氮化鉀（GaN）等新型半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)則有效地提高了開關(guān)頻率與效率，使高頻設(shè)計(jì)能夠滿足現(xiàn)代功率器件的要求。

數(shù)字產(chǎn)品

傳統(tǒng)的模擬控制器已經(jīng)難以跟上不斷變化的需求，與之相比，數(shù)字電源芯片則憑借高度靈活性而提供了戰(zhàn)略優(yōu)勢。MPS 的產(chǎn)品即采用數(shù)字內(nèi)核而具備豐富的可配置特性。

MPX2002 集成解決方案

MPX2002是一款全集成反激式控制器，它將原邊和副邊控制器集成到一個(gè)芯片中。這種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)極大地簡化了外圍電路設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)快充電源的小尺寸解決方案。

圖 1 顯示了MPX2002的典型應(yīng)用電路，它集成了原邊驅(qū)動(dòng)電路、副邊控制器、同步整流 (SR) 驅(qū)動(dòng)器以及安全合規(guī)反饋功能。

MPX2002可在重載條件下以連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 運(yùn)行，并在負(fù)載降低時(shí)切換至準(zhǔn)諧振 (QR)操作。如果負(fù)載進(jìn)一步降低，MPX2002將在跳頻 (PFM) 模式下運(yùn)行。當(dāng)器件進(jìn)入突發(fā)模式時(shí)，開關(guān)頻率將固定為 20kHz 以降低音頻噪聲。MPX2002憑借此特性實(shí)現(xiàn)了全負(fù)載范圍內(nèi)的高效率，同時(shí)還具有出色的電磁干擾 (EMI) 性能。

傳統(tǒng)解決方案通常需要四個(gè)芯片（反激控制器、光耦合器、電壓基準(zhǔn)和同步整流控制器），而 MPX2002則是集成了原邊和 SR 控制器的單芯片解決方案。這種簡化的設(shè)計(jì)提高了效率，減少了電路板面積，降低了待機(jī)功耗，同時(shí)增強(qiáng)了可靠性。而且，MPX2002無需光耦反饋電路，因此無需考慮如何防止光耦合器在高可靠性環(huán)境中的老化問題。MPX2002可在 CCM模式下輕松實(shí)現(xiàn)高精度的 SR 控制。

圖 2 對MPX2002解決方案與傳統(tǒng)解決方案進(jìn)行了比較。

MPX2002與 HR1211 的集成解決方案

HR1211是一款集成了多模式 PFC 和電流模式 LLC的組合控制器。它提供的高壓 (HV) 電流源可充當(dāng)一個(gè)經(jīng)過安全認(rèn)證的 X 電容放電器和一個(gè)結(jié)合了 PFC 和 LLC 的 HV 驅(qū)動(dòng)電路。因此，HR1211的外圍電路極簡。圖 3 顯示了HR1211 的典型應(yīng)用電路。

HR1211的數(shù)字控制內(nèi)核與其多次可編程 (MTP) 存儲(chǔ)器相結(jié)合，為整個(gè)解決方案提供了出色的靈活性。其UART接口能夠完成多項(xiàng)工作，如下所述：

·實(shí)現(xiàn) PFC 和 LLC 兩級電路之間的合作

·實(shí)現(xiàn)不同控制模式之間的切換

·設(shè)置關(guān)鍵工作點(diǎn)的開關(guān)頻率

·設(shè)置保護(hù)功能的閾值、時(shí)間和恢復(fù)方法，而且，UART 接口通信是通過專用的圖形用戶界面 (GUI) 完成的。

圖 4 展示了采用HR1211實(shí)現(xiàn)的電源設(shè)計(jì)如何靈活適應(yīng)不同應(yīng)用與設(shè)計(jì)的性能要求，例如用于電動(dòng)自行車的離線式 600W 電池充電器。

結(jié)論

通過多年的積累，MPS已能夠在AC/DC 領(lǐng)域提供全面的產(chǎn)品組合，包括MPX2002和HR1211等廣泛應(yīng)用的電源解決方案。隨著開關(guān)電源的需求越來越復(fù)雜，MPS 也將以更加高效和更加先進(jìn)的產(chǎn)品來滿足消費(fèi)者的需求。如需了解設(shè)計(jì)人員在無碳時(shí)代面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，請參閱本系列之上篇。