矽力杰 | PFC+LLC組合控制器

-第69期-

PFC+LLC

針對(duì)高功率密度，大功率輸出快充需求，矽力杰推出高性能PFC+LLC組合控制器SY5055，合封了前級(jí)BOOST PFC與后級(jí)LLC控制器，使外圍電路更為簡(jiǎn)潔，在節(jié)約成本的同時(shí)也有利于提升整個(gè)電源方案的功率密度。

SY5055

PFC+LLC組合控制器

特性優(yōu)勢(shì)

◆ 內(nèi)置高壓啟動(dòng)

◆ 低待機(jī)功耗(＜100mW)

◆ 極低設(shè)計(jì)成本和極簡(jiǎn)BOM

◆ 緊湊型封裝：SOP16

PFC

◆ 高PF(＞0.95)，低THD(＜5%)

◆ 內(nèi)置環(huán)路補(bǔ)償

◆ 內(nèi)置谷底檢測(cè)開(kāi)通

◆ 內(nèi)置X電容放電

LLC

◆ 快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)

◆ 內(nèi)置半橋驅(qū)動(dòng)

保護(hù)

◆ PFC BO/BI, 輸出欠壓/過(guò)壓保護(hù)、采樣電阻短路保護(hù)等

◆ LLCBO/BI, 輸出過(guò)壓/過(guò)載/容性/過(guò)溫/自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間保護(hù)等

SY5055 Demo

架構(gòu)優(yōu)勢(shì)

典型應(yīng)用電路圖

SY5055擁有更全面的保護(hù)功能以及更合理的上電時(shí)序。BOOST PFC部分采用平均電流控制可以更好地實(shí)現(xiàn)高PF和低THD。在滿載條件下，SY5055可實(shí)現(xiàn)PF＞0.95，THD＜5%；LLC部分通過(guò)特定的電流型控制，實(shí)現(xiàn)了快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和簡(jiǎn)單的環(huán)路補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)。

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高PF、低THD

BOOST PFC控制框圖

SY5055BOOST PFC采用平均電流控制，主要由外部電壓環(huán)、電流波形發(fā)生模塊和內(nèi)部電流環(huán)組成。外部電壓環(huán)路將BOOST輸出電壓調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)值，實(shí)現(xiàn)了BOOST環(huán)路參數(shù)的內(nèi)置，簡(jiǎn)化外圍電路。電流波形發(fā)生模塊通過(guò)LNS腳檢測(cè)輸入AC電壓為電流環(huán)路生成與之同相位的正弦電流參考信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高PF和低THD功能。

交流側(cè)輸入電壓和輸入電流波形圖

(Vin=230Vac，Vo=12V，Io=15A)

PF,THD performance @180W

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快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)

LLC電流控制框圖

SY5055 LLC部分采用特定的電流型控制，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)ISEN腳得到與輸出功率成正比的電流反饋信號(hào)，將該信號(hào)與COMP電壓補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)控制在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期上下管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)輸出功率進(jìn)行控制，從而在輸出功率變化時(shí)實(shí)現(xiàn)快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。LLC負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)波形如下。

負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)

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高效率、低EMI

SY5055PFC電路采用谷底檢測(cè)來(lái)降低開(kāi)通損耗并獲得更好的EMI性能，同時(shí)可根據(jù)輸出負(fù)載的大小使系統(tǒng)工作于不同的工作模式。當(dāng)負(fù)載較重時(shí)PFC工作在CrM模式，隨著負(fù)載下降逐漸進(jìn)入DCM模式，在極低負(fù)載下進(jìn)入Burst模式，使PFC在不同負(fù)載下均可獲得較高的效率。

PFC級(jí)功率曲線

SY5055LLC電路同樣根據(jù)負(fù)載不同來(lái)調(diào)節(jié)不同的工作模式。當(dāng)負(fù)載較重時(shí)工作在CCM模式，負(fù)載較輕時(shí)進(jìn)入DCM模式，控制DCM頻率高于25kHz，當(dāng)負(fù)載繼續(xù)降低時(shí)進(jìn)入Burst模式，控制Burst頻率小于1kHz。基于這種工作模式，在提高LLC轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，也極大的降低了輕載噪音。

LLC級(jí)功率曲線

此外，SY5055內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)以降低待機(jī)功耗，集成X電容放電功能以滿足安規(guī)要求，內(nèi)置LLC半橋驅(qū)動(dòng)以簡(jiǎn)化外圍電路。包括PFC級(jí)的BO/BI、UVP/OVP、HV OVP，LLC級(jí)的BO/BI、輸出OVP、OLP、容性保護(hù)、自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間、OTP等保護(hù)功能。

應(yīng)用場(chǎng)景

SY5055特別適用于100~300W的中等功率應(yīng)用，例如PC一體電源、電動(dòng)車(chē)充電器、大尺寸電視以及戶外照明等應(yīng)用場(chǎng)景。