前言
隨著電力電子技術的不斷進步和市場對高效率、高功率密度電源解決方案需求的不斷增長,半橋 LLC 諧振拓撲憑借其出色的輕載效率、低電磁干擾和寬負載適應性,已成為中大功率場景中的主流選擇。與此同時,國產化替代浪潮加速推進,國內芯片廠商紛紛發力,致力于在核心器件上實現對國外同類產品的性能追趕與超越。
必易微也不甘示弱,自 2022 年起便持續深耕 LLC 控制器領域,先后推出了 KP2591、KPE2592X 和 KPE2593X 三大系列產品。這些控制器不僅實現了對國際同類型號的無縫替換,更通過 自適應死區時間、逐周期過流保護、容性區保護、輕載降頻與可配置打嗝模式 等技術更迭,有效提升了系統在輕載、過載及極端工況下的穩定性與能效表現,真正做到了“高性能、高可靠、易替代”,為國內外電源廠商在設計 100W–3000W 級別的充電器、適配器和工業電源時,提供了強有力的國產化方案支持。
必易微半橋 LLC 諧振型開關電源控制器
充電頭網也整理了一下必易微推出的多款半橋 LLC 控制器,接下來將詳細介紹一下。
必易微 KPE2593X
KPE2593X 是必易微最新推出的半橋 LLC 諧振型開關電源控制器,在 KPE2592X 完成國產替代的基礎上,其管腳 8 修改為 CS 管腳,用于檢測諧振腔電流,可實現逐周期過流保護功能及容性區保護功能,為客戶提供更多的選擇。
該芯片專為 100W–3000W 中大功率 LLC 諧振變換器設計的高集成控制芯片,采用 電流模式控制架構,可實現最高 750kHz 的開關頻率,芯片內部集成了 650V 半橋驅動單元,具備 +1A/–1.5A 的強勁驅動能力,使功率開關管在開啟和關斷瞬間均能獲得精準、快速的驅動電流。
KPE2593X 支持 高壓自供電,并內置 X 電容放電功能及交流輸入欠壓保護(HV BOP),無需外部大功耗放電電阻,即可在電源斷開后快速釋放 X 電容上的殘余電荷,從而有效降低待機功耗。
KPE2593X 逐周期過流保護波形
KPE2593X 通過芯片內部的 CS 引腳實時監測諧振腔電流,可實現 逐周期過流保護(CBC OCP),在每個開關周期內都能準確限流,防止電流越過設計閾值而損壞器件;更針對 LLC 拓撲引入了 容性區保護功能,在上下橋臂開通前,根據諧振電流的大小與相位自適應地調整驅動時序,避免電流與管極電壓相位不匹配導致的橋臂直通現象。
KPE2593X 支持可配置的 打嗝(Burst)模式優化,芯片會根據預設的打嗝周期(例如 5ms)智能調節打嗝脈沖序列,避免周期過長而引起輸出電壓紋波大幅波動。其次就是KPE2593X 引入了輕載降頻模式,通過特殊的脈沖序列控制,降低開關頻率的同時,芯片不進入打嗝狀態。在打嗝過程中,還可選配 PFCVDD 管腳關閉 功能,在 Burst 模式觸發時自動切斷前級 PFC 控制器供電或高壓采樣回路,以進一步優化待機損耗。
為滿足不同應用場景的多樣化需求,KPE2593X 提供 A、B、C 三個版本,可通過外部可編程參數靈活選擇,其中 KPE2593B 版本適用于對輕載效率及輸出紋波無嚴苛要求的場合,而 KPE2593C 則額外支持 恒功率輸出。
必易微 KPE2592X
KPE2592X 是一款面向中大功率(100W – 3000W)應用的半橋型 LLC 諧振變換器控制器。
KPE2592X采用SOP-16封裝,內部集成了 650V 半橋驅動,可直接輸出 50% 占空比的互補驅動信號,并采用電流模式控制,支持最高 750kHz 的工作頻率,滿足高頻化和高功率密度設計需求。
KPE2592X 自適應死區時間控制波形
針對開關管切換過程中的安全和效率問題,KPE2592X 引入了自適應死區時間控制,通過檢測 HB 管腳電壓變化的斜率 (dv/dt),自動在設定的最小與最大死區時間范圍內調整,可有效減小輸出電流的畸變和諧波含量,降低電磁干擾。
KPE2592X 進打嗝模式波形
此外,為了優化輕載能耗,芯片可進入 打嗝(Burst)模式,通過在 BURST 管腳接入可調電阻,靈活設定系統進入打嗝模式的臨界功率點,從而在保持輸出穩定性的同時大幅降低輕載損耗。
據了解,KPE2592X 的 PRT 管腳 集成了 輸出過壓保護(OVP) 與 過溫保護(OTP) 功能,其可通過檢測變壓器輔助繞組整流電壓實現輸出 OVP,或接入 NTC 電阻在高溫時觸發 OTP,既減少光耦成本,又可作為冗余保護。
另一方面, BR 管腳 提供可調的輸入欠壓保護(BOP),通過外部分壓電阻精準設定欠壓啟動和恢復滯后電壓,實現與前級 PFC 的合理啟動時序,防止母線電壓不足導致 LLC 誤觸發保護。同時,芯片通過 HV 管腳實現高壓自供電,并配備專用 PFCVDD 供電管腳,在 VDD 達到 16 V 時自動啟動前級 PFC,斷路時關閉 PFCVDD,進一步提升系統可靠性。
KPE2592X 軟啟動階段波形
此外,KPE2592X 還支持軟啟動功能,在軟啟動階段,驅動脈寬逐步增加并同步建立內部閉環參考信號,直到外部反饋電壓 FB 接管閉環控制,從而抑制啟動電流過沖,實現平穩切換并保障系統穩定。
KPE2592X還支持通過 VCR 管腳電容分壓靈活調整過載功率點,并內置完整保護列表(過流、過溫、欠壓、開路、過載等),全面保障 LLC 電路在各種工況下穩定、可靠運行。目前 KPE2592X 提供 KPE2592A 與 KPE2592B 兩種版本,可根據輕載效率與輸出紋波要求自由選型。
必易微 KP2591
KP2591 是一款基于半橋 LLC 諧振變換器架構的高性能諧振型開關電源控制器,集成了12V 鉗位的半橋驅動器,可直接提供 50% 占空比互補驅動,最高支持 350kHz 開關頻率,可滿足中小功率快充、電源適配器等高效率、高密度應用需求。
KP2591 采用采用 SOP-16 封裝,可軟替換外商同類產品,且 BOM 無需修改,有利于降低客戶替換成本、加快產品升級節奏。
KP2591 待機實驗波形宇待機損耗測試數據
同時為了降低整機功耗,KP2591 通過 可配置的低待機模式,使整機待機損耗可低至 200mW 以下,開關頻率可根據 SS 管腳電壓動態調整,從而降低空載時的系統功耗。KP2591 還具備無 PFC 應用支持能力,通過 SEL 管腳靈活設置相關保護閾值,適配非 PFC 穩壓電路場景,提升了器件的適用性與系統兼容性。
KP2591 內置 軟啟動時間可配置功能,通過調整 SS 管腳電容大小,可有效控制系統啟動過程中的諧振電流上升速率,避免功率器件在開機瞬間因過沖受損。此外,KP2591 還具備非常完善的保護機制,包括VDD 過壓/欠壓保護 (VDD OVP/UVLO)、VBT 欠壓保護 (VBT UVP)、輸入過壓/欠壓保護 (LOVP&BOP)、過載保護 (OLP)、諧振腔過流保護 (CBC/SOCP)、容性區保護、外部信號保護、過熱保護 (OTP) 等,系統運行可靠性高。
充電頭網總結
在電源系統朝著更高效率、更高功率密度和更低待機能耗方向不斷演進的背景下,國產電源控制器芯片正逐步突破關鍵技術瓶頸,推動行業實現核心器件自主可控。必易微 KPE2593X、KPE2592X 及 KP2591 三系列產品圍繞中大功率LLC諧振拓撲的關鍵需求,深度整合高壓驅動、自供電、高級保護與輕載優化等技術,通過更高頻率的電流模式控制架構和精細化的參數調控能力,全面適配從100W到3000W不同功率等級的電源系統設計。
必易微的這三系列芯片不僅可以在功能上實現對國際主流產品的對標與替代,更在部分功能維度上進行了差異化創新,充分展現了國內廠商在LLC控制器領域的技術深度和應用理解力。
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