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)路響應速度加快。

相對于電壓模式 (Voltage Mode, VM) 控制，這帶來諸多系統(tǒng)性能上的改善，如啟動過沖電流小，短路保護速度快，動態(tài)負載下輸出電壓波動小，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 完成國產(chǎn)替代的基礎上，推出了自主創(chuàng)新的、易于調(diào)試的高可靠性電流模式 LLC 諧振型開關電源控制器 KPE2593X。相對于 KPE2592X，其管腳 8 修改為 CS 管腳，用于檢測諧振腔電流，可實現(xiàn)逐周期過流保護功能及容性區(qū)保護功能，為客戶提供更多的選擇。

圖 1 |KPE2593X典型應用電路圖

KPE2593X 的產(chǎn)品亮點

亮點一

逐周期過流保護，諧振電流應力可控

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

圖 2 |KPE2593X 逐周期過流保護波形

亮點二

容性區(qū)保護功能，避免半橋橋臂直通

對于 LLC 變換器，為實現(xiàn)上管的 ZVS 開通，上管開通前諧振電流需為負值，諧振電流通過上管的續(xù)流二極管導通。而諧振電流為正值時，上管不允許開通，否則會出現(xiàn)橋臂直通，功率器件有損壞風險。

同理，為實現(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)流二極管導通。而諧振電流為負值時，下管不允許開通，否則會出現(xiàn)橋臂直通，功率器件有損壞風險。

圖 3 |KPE2593X容性區(qū)保護功能波形圖

芯片根據(jù) CS 管腳檢測的諧振電流的大小和方向，自適應控制上下管驅(qū)動開通時刻，避免橋臂直通風險。

芯片進入容性區(qū)工作時，諧振電流的相位會超前 HB 電壓，橋臂有直通風險。KPE2593X 在上下管驅(qū)動開通過程中，會監(jiān)測諧振電流幅值的變化，提前關斷驅(qū)動，避免進入容性區(qū)工作。

圖 4 |KPE2593X容性區(qū)保護功能波形圖，提前關斷

亮點三

打嗝 Burst 模式優(yōu)化

KPE2593X 會根據(jù)內(nèi)部設定的打嗝周期目標 (例如 5ms)，來自適應地調(diào)節(jié)打嗝出驅(qū)動的脈沖序列，從而避免打嗝周期過長而輸出紋波電壓大幅增加。

亮點四

輕載降頻模式

系統(tǒng)進入輕載后，開關頻率升高，為提高輕載效率，常規(guī)的措施是讓芯片進入打嗝模式工作，但這會導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，降低開關頻率的同時，芯片不進入打嗝狀態(tài)。

圖 5 |KPE2593X輕載降頻模式

亮點五

PFCVDD 管腳打嗝時關閉

在一些低待機的應用場合，系統(tǒng)輸出空載時，為降低待機損耗，前級 PFC 需要做關機處理。KPE2593X 提供了進打嗝后關閉 PFCVDD 管腳供電的功能選項，可用于打嗝時關閉前級 PFC 控制器的供電，或斷開高壓采樣的分壓電阻，以優(yōu)化待機損耗。

亮點六

X 電容放電功能及 HVBOP 功能

為了防止用戶在拔下電源時意外觸碰交流輸入端子而導致被電擊，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增加系統(tǒng)待機功耗。芯片集成了輸入掉電檢測和 X 電容放電功能，可以省去放電電阻，并有效降低待機功耗。同時 HV 管腳具備了交流輸入欠壓的保護功能。

圖 6 |輸入掉電檢測及X-CAP 放電功能框圖

亮點七

完備的保護功能，提高系統(tǒng)可靠性

表 1 |芯片保護功能列表

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。對于輕載效率及紋波無嚴苛要求的應用場合，推薦使用 KPE2593B 版本。而 KPE2593C 支持恒功率輸出。

表 2 |KPE2593X不同版本對應參數(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 應用場合 (100W~3000W)，不僅具備電流模式控制的優(yōu)點，還通過采集諧振腔電流，實現(xiàn)逐周期過流保護功能及容性區(qū)保護功能。輕載降頻功能的引入，在提升輕載效率的同時，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，簡化了系統(tǒng)控制及保護電路的設計。

關于必易微

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)模混合集成電路供應商，主研產(chǎn)品包括 AC-DC、DC-DC、驅(qū)動 IC、保護 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，為消費電子、工業(yè)控制、智能物聯(lián)、數(shù)據(jù)中心、汽車電子等領域客戶提供一站式芯片解決方案和系統(tǒng)集成服務。