前言

以往的電源采用的是傳統(tǒng)反激式 PWM 變換器，傳統(tǒng)反激 PWM 開關(guān)為硬開關(guān)，在大功率上應(yīng)用時，工作頻率較高，驅(qū)動損耗和開關(guān)損耗都比較大，同時變壓器漏感能量耗散變成發(fā)熱，所以傳統(tǒng)的反激架構(gòu)在大功率上應(yīng)用時，表現(xiàn)出效率低，適配器發(fā)熱嚴(yán)重的情況，而 LLC 架構(gòu)因其軟開關(guān)、損耗低、效率高等優(yōu)勢，成為了大功率電源設(shè)計的絕佳選擇。針對大功率電源設(shè)計，必易微推出了大功率高性能 LLC 控制器 KP2591，適用于支持 PD3.1 協(xié)議及以下的電源、LED 電源、電視機板卡電源等應(yīng)用場合。

必易微 KP2591 產(chǎn)品亮點

必易微 KP2591 是一款基于半橋 LLC 諧振變換器的諧振型開關(guān)電源控制器，集成了半橋驅(qū)動，可直接 50% 占空比驅(qū)動功率管，其驅(qū)動電壓鉗位至 12V，最高工作頻率支持 350kHz。

必易微 KP2591 芯片引腳圖。

亮點 1（可配置工作模式：待機損耗<200mW）

芯片可通過 STB 管腳的電阻配置，使系統(tǒng)工作在低待機模式，降低系統(tǒng)待機損耗。該工作模式下開關(guān)頻率由 SS 管腳電壓決定，可以降低 Burst 開關(guān)頻率，減小待機損耗。

KP2591 待機實驗波形圖，直觀地顯示出了待機功耗圖形的穩(wěn)定、波峰少且非常規(guī)律的狀態(tài)。

KP2591 待機損耗測試數(shù)據(jù)，可以看到測試的結(jié)果峰值在 180mW 左右，低于 200mW，整個系統(tǒng)處于低能耗狀態(tài)，可以有效延長產(chǎn)品使用壽命和達(dá)到更多廠商的節(jié)能要求。

亮點 2（支持無 PFC 的設(shè)計應(yīng)用）

KP2591 在前級無 PFC 穩(wěn)壓電路應(yīng)用時，可通過配置 SEL 管腳的電阻值，設(shè)置芯片工作在無 PFC 工作模式，通過調(diào)節(jié)內(nèi)部電路的閾值和參數(shù) (如過壓過流保護(hù)閾值)，使芯片適用于更低輸入電壓下的工作，支持無 PFC 的設(shè)計應(yīng)用。

SEL 管腳電阻對應(yīng)的操作模式分為 4 種。

亮點 3（可配置軟啟時間、優(yōu)化啟機應(yīng)力）

LLC 啟動初始，系統(tǒng)開環(huán)工作，若直接以較低的開關(guān)頻率工作，會造成諧振腔電流過沖，嚴(yán)重時可能損壞功率器件。而 KP2591 集成了軟啟時間配置功能，通過設(shè)置 SS 管腳并聯(lián)電容，調(diào)節(jié)軟啟工作時間；啟動時，芯片給 SS 電容充電，隨 SS 管腳電壓上升，開關(guān)頻率逐漸降低，實現(xiàn)軟啟保護(hù)功能，可有效降低啟機諧振腔電流應(yīng)力。

(SS 管腳電容 10nF，軟啟時間約 7ms)

(SS 管腳電容 33nF，軟啟時間 21.6ms）

開機軟啟實驗波形圖。

亮點 4（可靠的容性區(qū)保護(hù)功能：提升系統(tǒng)可靠性）

LLC 系統(tǒng)進(jìn)入容性工作區(qū)，功率器件應(yīng)力劇增，存在功率器件損壞的風(fēng)險，KP2591 集成了容性區(qū)保護(hù)功能和自適應(yīng)死區(qū)時間控制功能，保證系統(tǒng)的可靠運行。

芯片通過 CS 管腳檢測諧振電流、DEM 管腳檢測輔助繞組電壓的方式組合實現(xiàn)容性區(qū)保護(hù)功能，通過直觀的檢測 CS 電流信號相位，并利用 DEM 電壓信號相位輔助判決，在進(jìn)入容性區(qū)之前提前關(guān)斷驅(qū)動，防止功率管擊穿。

容性區(qū)保護(hù)工作原理。

在啟動過程中，因為諧振電容初始電壓為 0，諧振電流不對稱，良好的死區(qū)時間控制，既可以防止系統(tǒng)進(jìn)入容性工作區(qū)，導(dǎo)致功率器件損壞，又可以實現(xiàn)軟開關(guān)，優(yōu)化系統(tǒng)效率。

自適應(yīng)死區(qū)控制原理。

啟機瞬間，自適應(yīng)死區(qū)時間調(diào)節(jié)波形圖。

亮點 5（性能升級、可直接替換外商同類產(chǎn)品 XX6A31）

KP2591 采用 SOP-16 封裝，客戶可直接使用 KP2591 替換外商同類產(chǎn)品 XX6A31，BOM 器件完全相同，簡化了客戶的產(chǎn)品替代升級。

亮點 6（完備的保護(hù)功能、保證系統(tǒng)可靠運行）

KP2591 集成有完備的保護(hù)功能，包括：VDD 過壓/欠壓保護(hù) (VDD OVP/UVLO)、VBT 欠壓保護(hù) (VBT UVP)、輸入過壓/欠壓保護(hù) (LOVP&BOP)、過載保護(hù) (OLP)、諧振腔過流保護(hù) (CBC/SOCP)、容性區(qū)保護(hù)、外部信號保護(hù)、過熱保護(hù) (OTP) 等，系統(tǒng)運行可靠性高。

芯片保護(hù)功能列表。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

LLC 架構(gòu)采用諧振電感、勵磁電感和諧振電容串聯(lián)，屬于雙管半橋諧振。其采用的零電壓開通 (ZVS) 軟開關(guān)技術(shù)，具有工作頻率高、損耗小、效率高的優(yōu)點，能夠大幅度降低開關(guān)造成的損耗，同時規(guī)避傳統(tǒng)的反激架構(gòu)損耗大、效率低、電源溫度較高的問題。

必易微堅持“獨特創(chuàng)新，易于使用”的理念，發(fā)布了最新的 LLC 產(chǎn)品 KP2591，豐富了 100W 以上大功率快充的解決方案。KP2591 適用于大功率高性能的 LLC 架構(gòu)應(yīng)用場合，有利于提高產(chǎn)品的工作頻率和轉(zhuǎn)換效率，提高產(chǎn)品的功率密度，并帶來更好的溫控表現(xiàn)。可滿足各種應(yīng)用場合的大功率電源設(shè)計，縮短廠商電源產(chǎn)品的研發(fā)時間，幫助客戶輕松地設(shè)計出高性能、高可靠性的開關(guān)電源產(chǎn)品。