随着设备智能化程度的提高,以及对能耗更加苛刻的要求,对于高效大功率电源系统的需求越来越多。为此,茂睿芯陆续推出了PFC、LLC、LLCSR相关大功率电源解决方案,覆盖100-2000W的模拟电源系统,满足用户对大功率电源系统日益增长的需求。为了充分降低客户的设计难度,节省调试时间,茂睿芯推出了240W的全国产电源参考设计,以便客户参考。
高频化、高效率、高功率密度已成为当前开关电源技术发展的主流趋势,虽然开关频率增加能缩小磁性元件体积,但也会产生各种新的问题。开关损耗随着开关频率的增加成比例地上升、功率器件的运行轨迹超出安全工作区(SOA),不利于器件可靠性、过高的di/dt和dv/dt将产生严重的电磁干扰(EMI),而软开关技术的出现,可以有效降低开关损耗、减小功率器件应力以及改善电源效率。
二、茂睿芯240W高性能电源板

MK2562+MK2189+MK1620的240W电源演示板
为使读者更加清晰了解我们的大功率高性能电源解决方案,茂睿芯特推出了PFC(MK2562)+LLC(MK2189)+SR(MK1620)全套方案-240W高性能电源板,它具有高PF、低THD、高频高效率、低器件应力等特点,适用于工业电源、LED驱动、服务器及TV等应用场景。

典型应用框图
三、产品特点1、CrMPFC控制器MK2562MK2562封装图
MK2562系列产品一览表
1.1MK2562产品特点超低的THD
完善的保护功能
拥有BI/BO与动态OVP保护,保障系统连续工作的同时及时响应保护从而提高系统可靠性
低静态电流与启动电流:20uA@12VVcc
低启机噪声、应力
1.2MK2562引脚功能说明MK2562引脚说明表
2、LLC控制器MK2189MK2189封装图
2.1MK2189产品特点VCC支持26Vmax在-40~125℃工作条件
死区可调,可编程死区时间
Burst频率可选
可编程软起动
优化启机序列,降低启机应力
2.2MK2189引脚功能说明MK2189引脚说明表
3、双通道LLCSR控制器MK1620MK1620封装图
3.1MK1620产品特点宽Vcc供电电压4.7~38V
超低静态电流75uA
双通道独立差分采样
高效率自适应启动控制策略
双通道互锁机制
防DCMringing振铃误触
10ns超快关断传输延时
2.5Amax下拉电流
3.2MK1620引脚功能说明MK1620引脚说明表
四、应用领域五、应用性能1、整机效率MK2562+MK2189+MK1620效率测试表
MK2562+MK2189+MK1620效率与输出负载关系图
MK2562+MK2189+MK1620功率因数与输出负载关系图
MK2562+MK2189+MK1620谐波与输出负载关系图
2、整机待机功耗MK2562+MK2189+MK1620待机功耗表
MK2562+MK2189+MK1620待机功耗图
3、输出纹波MK2562+MK2189+MK1620输出纹波表
MK2562+MK2189+MK1620输出纹波图
4、动态测试MK2562+MK2189+MK1620动态表+图
5、关键器件应力5.1PFCMK2562MOS启机应力MK2562启机波形图
5.2LLCMK2189启机应力LLC启动初始,系统开环工作,若直接以较低的开关频率工作,会造成谐振腔电流过冲,严重时可能损坏功率器件。MK2189拥有软启时间配置功能,通过设置SS管脚并联电容,调节软启工作时间;启动时,芯片给SS电容充电,随SS管脚电压上升,开关频率逐渐降低,实现软启保护功能,可有效降低启机谐振腔电流应力。
MK2189可编程软起图
MK2189软启波形图
5.3优化启机序列优化后的启机序列使得在瞬态下拥有非常低的电流及电压应力,使得变压器、谐振电感设计功率器件拥有充足得余量,选型上成本更具优势,更加从容。
MK2189LLC不对称启机减小启机电流波形图
MK2189满载12A稳态工作下的上、下管电压及谐振电流波形图
另外MK2189D的DT引脚提供了死区时间可调功能,在不用的应用条件下,可以调整电阻R对死区时间进行编程。
MK2189D死区时间编程曲线
5.4LLC同步整流MK1620启机时,Gate下拉将Vgs钳位在一个较低的电压(720mV)防止Vgs被Vdg带起导致MOS误导通。
MK1620启机驱动钳位图
开通时,快速建立驱动,关断时,2.5A的下拉电流在极短的时间内关断MOS。
MK1620静态驱动、下拉电流图
MK1620满载下SRMOS的Vds电压应力图
MK1620满载下SRMOS的稳态应力
6、雷击浪涌能力整机通过共模6KV、差模4KV雷击浪涌测试。
MK2562+MK2189+MK1620雷击浪涌波形
六、DEMOBOMMK2562+MK2189+MK1620材料清单
七、原理图MK2562+MK2189+MK1620原理图
MK2562+MK2189+MK1620PCBlayout图
八、DEMO磁性材料1、PFC电感规格书2、LLC谐振电感规格书3、LLC变压器规格书九、设计工具介绍1、PFCMK2562计算表格2、LLCMK2189计算3、SRMK1620计算工具PFC(MK2562)+LLC(MK2189)+SR(MK1620)这一集成方案不仅在电源转换效率、电压稳定性和功率因数校正方面表现出色,还具备出色的抗干扰能力,能有效提升了整体系统的稳定性和可靠性,助力国产新能源新基建!