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MPS新型ACDC電源方案 獨特架構應對新挑戰

作者:時間:2021-09-06來源:電子產品世界收藏

  當高效率、小型化、低碳節能成為市場趨勢時,帶著新型迎接新的挑戰。2021年8月,在京召開技術分享會, 產品總監Peter Huang向媒體分享了MPS在ACDC這個賽道上一些新的產品狀況和布局。

本文引用地址:http://www.jiaxiaoks.com/article/202109/428049.htm

ACDC的獨特性與安全性

  ACDC的獨特性主要是前端接入高壓電源。高壓電源的輸入會帶來觸電的危險,因此ACDC產品在安全性上較為獨特。其次在產品形態上,ACDC受到功率密度,高頻化等不同的產品設計要求,因而具有獨特性。

  按照安全規范的要求,PCB板設計要求存在一定的距離,例如220V電壓,兩線之間距離至少大于4mm。高壓限制同時會影響功率密度,所以ACDC的最小Layout板距離也受到限制。PCB板的絕緣要求同樣嚴格,前端接入高壓交流電,后端輸出直流的電壓,中間多數存在變壓器,變壓器作為絕緣會占很多的空間。電源設計還要考慮到噪聲問題,要避免影響其他儀器和應用。

新型拓撲結構提升功率促進小型化

  Peter Huang向記者介紹到“所有的家電都會存在Buck架構,大功率產品中常用Flyback,Flyback是傳統架構,目前電源設計正從傳統往效率高發展。ACDC的架構會影響到其工作效率,存在開關損耗并帶來散熱問題。而新型拓撲可以提高效率,MPS著力于新型拓撲,在提高效率的同時也可以提高頻率?!?/p>

  架構發展經歷了RCC、Flyback、QR-Flyback(準諧振)。QR-Flyback目的是提高頻率,減少開關損耗,但用到的是硅器件。同時QR-Flyback有兩個損耗問題,即開通損耗和關斷損耗,關斷損耗和硅有關,開通損耗和拓撲有關。

  因此誕生了ACF+ZVS拓撲架構,能夠滿足零開斷損耗和漏感回收。ACF(源鉗位反激)能做到漏感回收,有效解決了Flyback架構每次開通時帶來的漏感問題。漏感回收可以幫助提升效率和頻率。

  電源設計小尺寸是趨勢所向,通過提升效率來做到小型化。而小型化也將面臨散熱的挑戰,優化散熱可以減少散熱的結構。同樣還能通過高級拓撲來減少開關損耗做到提升效率,進而達到小型化。MPS正是采用先進的新型拓撲結構設計產品,向高功率小型化穩步發展。

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  本次媒體會上MPS向我們介紹了應用獨特架構的新款ACDC。

MPX2002/3——全集成反激控制器

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MPX2002典型應用電路(原邊+副邊+反饋)

  MPX2002在重載下可在CCM下運行,然后在負載降低時切換至準諧振(QR)操作。如果負載進一步降低,MPX2002將在跳頻(PFM)模式下工作。當其進入突發模式時,開關頻率固定為20kHz,從而降低音頻噪聲。通過此特性,MPX2002可在所有負載條件下實現高效率,同時具有出色的電磁干擾(EMI)性能。

高集成高性能HR1211芯片——應用在大功率領域

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HR1211的典型應用電路

  HR1211芯片包含單級Flyback和PFC+LLC,PFC部分基本包括所有的最常用的性能:高壓啟動功能和X電容放電功能。LLC部分包含一個集成化的高壓Driver,同時包含Boost Diode,減少外部電子電容。LLC是新型的電流模式控制,能夠快速響應,還有突發模式和跳頻模式。同時芯片內部的digital core可以方便用戶定制和修改。

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面對以氮化鎵為首的第三代半導體,Peter Huang表示第三代半導體的推廣應用可以促進高效率和小型化,因為其開關損耗非常小,頻率和能力都有大幅提升。

  提高功率和促進小型化也是在響應“綠色節能低碳”理念。Peter認為部分手機廠商為節能環保取消贈送充電頭的舉措,其實對促進電源行業生態發展有很大幫助,有利于企業追求高性能產品。MPS作為行業頭部玩家,更是一直堅持追求高品質產品。

關于MPS

  芯源系統股份有限公司(Monolithic Power Systems,Inc.,簡稱MPS),是全球領先的半導體公司,專注于高性能模擬集成電路和混合信號集成電路的設計、研發、制造和銷售,產品廣泛應用于汽車電子、云計算、存儲、通訊、工業、消費電子等領域。MPS創建于1997年,2004年在納斯達克(NASDAQ)成功上市,目前市值超150億美元。經過20余年的全球市場拓展,目前MPS在亞太、北美、歐洲等地區設有16家分支機構,業務覆蓋全球30多個國家和地區,全球客戶超10000家,累計出貨1000億顆芯片。



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