新品推出背景

正如《必易微推出高性能電流模式控制，半橋 LLC 控制器 KPE2592X》所述，半橋 LLC 諧振型開關(guān)電源控制器 KPE2592X 采用電流模式 (Current Mode, CM) 控制，將諧振電容電壓直接引入到閉環(huán)控制，系統(tǒng)環(huán)路帶寬提高，環(huán)路響應(yīng)速度加快。

相對(duì)于電壓模式 (Voltage Mode, VM) 控制，這帶來諸多系統(tǒng)性能上的改善，如啟動(dòng)過沖電流小，短路保護(hù)速度快，動(dòng)態(tài)負(fù)載下輸出電壓波動(dòng)小，環(huán)路參數(shù)易于調(diào)試等，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得以大幅提升。 必易微在 KPE2592X 完成國(guó)產(chǎn)替代的基礎(chǔ)上，推出了自主創(chuàng)新的、易于調(diào)試的高可靠性電流模式 LLC 諧振型開關(guān)電源控制器 KPE2593X。相對(duì)于 KPE2592X，其管腳 8 修改為 CS 管腳，用于檢測(cè)諧振腔電流，可實(shí)現(xiàn)逐周期過流保護(hù)功能及容性區(qū)保護(hù)功能，為客戶提供更多的選擇。

圖 1 |KPE2593X典型應(yīng)用電路圖

KPE2593X 的產(chǎn)品亮點(diǎn)

亮點(diǎn)一

逐周期過流保護(hù)，諧振電流應(yīng)力可控

通過 CS 管腳采集諧振腔電流，可實(shí)現(xiàn)逐周期過流保護(hù)(CBC OCP)功能。這樣保證在任意工況，諧振電流都處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，避免器件過電流應(yīng)力而損壞，系統(tǒng)可靠性得以提高。

圖 2 |KPE2593X 逐周期過流保護(hù)波形

亮點(diǎn)二

容性區(qū)保護(hù)功能，避免半橋橋臂直通

對(duì)于 LLC 變換器，為實(shí)現(xiàn)上管的 ZVS 開通，上管開通前諧振電流需為負(fù)值，諧振電流通過上管的續(xù)流二極管導(dǎo)通。而諧振電流為正值時(shí)，上管不允許開通，否則會(huì)出現(xiàn)橋臂直通，功率器件有損壞風(fēng)險(xiǎn)。

同理，為實(shí)現(xiàn)下管的 ZVS 開通，下管開通前諧振電流需為正值，諧振電流通過下管的續(xù)流二極管導(dǎo)通。而諧振電流為負(fù)值時(shí)，下管不允許開通，否則會(huì)出現(xiàn)橋臂直通，功率器件有損壞風(fēng)險(xiǎn)。

圖 3 |KPE2593X容性區(qū)保護(hù)功能波形圖

芯片根據(jù) CS 管腳檢測(cè)的諧振電流的大小和方向，自適應(yīng)控制上下管驅(qū)動(dòng)開通時(shí)刻，避免橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)。

芯片進(jìn)入容性區(qū)工作時(shí)，諧振電流的相位會(huì)超前 HB 電壓，橋臂有直通風(fēng)險(xiǎn)。KPE2593X 在上下管驅(qū)動(dòng)開通過程中，會(huì)監(jiān)測(cè)諧振電流幅值的變化，提前關(guān)斷驅(qū)動(dòng)，避免進(jìn)入容性區(qū)工作。

圖 4 |KPE2593X容性區(qū)保護(hù)功能波形圖，提前關(guān)斷

亮點(diǎn)三

打嗝 Burst 模式優(yōu)化

KPE2593X 會(huì)根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的打嗝周期目標(biāo) (例如 5ms)，來自適應(yīng)地調(diào)節(jié)打嗝出驅(qū)動(dòng)的脈沖序列，從而避免打嗝周期過長(zhǎng)而輸出紋波電壓大幅增加。

亮點(diǎn)四

輕載降頻模式

系統(tǒng)進(jìn)入輕載后，開關(guān)頻率升高，為提高輕載效率，常規(guī)的措施是讓芯片進(jìn)入打嗝模式工作，但這會(huì)導(dǎo)致輸出紋波電壓增加。為了改善輕載的輸出電壓紋波，噪音及效率問題，KPE2593X 引入輕載降頻模式，通過特殊的脈沖序列控制，降低開關(guān)頻率的同時(shí)，芯片不進(jìn)入打嗝狀態(tài)。

圖 5 |KPE2593X輕載降頻模式

亮點(diǎn)五

PFCVDD 管腳打嗝時(shí)關(guān)閉

在一些低待機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)輸出空載時(shí)，為降低待機(jī)損耗，前級(jí) PFC 需要做關(guān)機(jī)處理。KPE2593X 提供了進(jìn)打嗝后關(guān)閉 PFCVDD 管腳供電的功能選項(xiàng)，可用于打嗝時(shí)關(guān)閉前級(jí) PFC 控制器的供電，或斷開高壓采樣的分壓電阻，以優(yōu)化待機(jī)損耗。

亮點(diǎn)六

X 電容放電功能及 HVBOP 功能

為了防止用戶在拔下電源時(shí)意外觸碰交流輸入端子而導(dǎo)致被電擊，需要在 CX1 電容上并聯(lián)放電電阻(R1、R2)。但放電電阻的存在會(huì)增加系統(tǒng)待機(jī)功耗。芯片集成了輸入掉電檢測(cè)和 X 電容放電功能，可以省去放電電阻，并有效降低待機(jī)功耗。同時(shí) HV 管腳具備了交流輸入欠壓的保護(hù)功能。

圖 6 |輸入掉電檢測(cè)及X-CAP 放電功能框圖

亮點(diǎn)七

完備的保護(hù)功能，提高系統(tǒng)可靠性

表 1 |芯片保護(hù)功能列表

KPE2593X 版本選擇

KPE2593X 具有較多的可配置參數(shù)，目前可供貨的版本有 KPE2593A，KPE2593B 和 KPE2593C。對(duì)于輕載效率及紋波無嚴(yán)苛要求的應(yīng)用場(chǎng)合，推薦使用 KPE2593B 版本。而 KPE2593C 支持恒功率輸出。

表 2 |KPE2593X不同版本對(duì)應(yīng)參數(shù)選型

總結(jié)

基于半橋 LLC 諧振變換器架構(gòu)的 KPE2593X，適用于中大功率的 LLC 應(yīng)用場(chǎng)合 (100W~3000W)，不僅具備電流模式控制的優(yōu)點(diǎn)，還通過采集諧振腔電流，實(shí)現(xiàn)逐周期過流保護(hù)功能及容性區(qū)保護(hù)功能。輕載降頻功能的引入，在提升輕載效率的同時(shí)，改善輕載噪音問題，優(yōu)化輕載輸出電壓紋波。芯片可配置功能齊全，參數(shù)配置靈活，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)控制及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。

關(guān)于必易微

深圳市必易微電子股份有限公司（股票代碼：688045）是一家高性能模擬及數(shù)?；旌?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/tag/123/" target="_blank">集成電路供應(yīng)商，主研產(chǎn)品包括 AC-DC、DC-DC、驅(qū)動(dòng) IC、保護(hù) IC、線性穩(wěn)壓、電池管理、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、傳感器、隔離與接口、微控制器等，為消費(fèi)電子、工業(yè)控制、智能物聯(lián)、數(shù)據(jù)中心、汽車電子等領(lǐng)域客戶提供一站式芯片解決方案和系統(tǒng)集成服務(wù)。