Ameya360代理|茂睿芯MK2562系列，高性能CrM PFC控制器

发布时间：2023-05-09 11:27
作者：Ameya360
来源：茂睿芯
阅读量：2642

什么是PFC控制器？

PFC是功率因数校正（Power Factor Correction）的缩写，是一种电源管理技术，可以在交直流转换（ACDC）时提高电源对市电的利用率。简单来说，就是让ACDC电源输入的电流和市电的电压同相位变化，避免产生无功功率和谐波干扰。

茂睿芯一直坚持自主创新研发和特色差异化发展路线，推出了众多中大功率电源管理芯片精品。助力新能源新基建，茂睿芯重磅推出CrM PFC控制芯片MK2562系列。

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MK2562系列工作于临界导通模式（CrM），具有诸多优点：

①超低THD

②优化动态OVP 

③更低静态电流与启机电流

④优化启机时序，降低启机噪声和应力

新品发布| MK2562系列，高性能CrM PFC控制器

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一、更低静态电流与启机电流

图3展示了90V AC输入400V/80W输出的上电启机实验，MK2562具备更低的静态电流与启机电流。

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除了具备低静态电流和启机电流外，MK2562针对启机阶段还拥有独特的优化策略，确保系统一次启机成功，杜绝二次启机问题。

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二、优化动态OVP

OVP 是电源的一个极其重要的特性，旨在防止电源对较为灵敏的器件输入过高的电压。特别是当电源系统接入一个动态负载时，动态OVP变得尤为重要。传统动态OVP都是在Vout输出电压超过保护阈值时，直接关闭驱动，这样操作会造成系统噪声、纹波等一系列问题，MK2562优化后的动态OVP能够提前介入，尽可能的保证系统连续工作，提高系统性能。

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三、Brown in/out Function

Brown in/out指对系统电路的开启、关闭控制，拥有Brown in/out功能的芯片在恰当的输入电压下开启，且在输入电压过低时关闭，对系统起保护作用。MK2562系列支持Brown in/out 功能。

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四、软启动

软启动是为了降低PFC电路在启机时的噪声问题，传统PFC控制器通常不支持软启动。MK2562系列PFC加入了软启动设计，图7展示了90VAC输入 400V/80W输出的上电启机实验， MK2562的软起功能，使VCC电压的最大ΔV约684mV，纹波更小。

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五、130kHz、Valley switching（MK2562Q）

传统CrM PFC进入轻载时，工作频率变高，导致效率降低。MK2562系列支持固定130kHz限频的（DCM），也支持130kHz+ Valley switching（QR）限频以提高轻载效率。图8展示了 220VAC 输入， 400V/4W输出的测试结果，MK2562Q进入Burst Mode，全程工作在限频+谷底检测。

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在此基础上进行效率测试，分别测试轻载和重载条件下的效率，效率测试结果如下图示：

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六、直驱E-GaN功能（MK2562G）

随着GaN技术的成熟，E-GaN越来越多应用于PD，PD3.1等场景。茂睿芯在2021年推出业界最小SOT23-6直驱E-GaN的PWM控制器后，推出MK2562G,具有高PF和低THD优势的同时，可直驱E-GaN HEMT，外围更简洁。

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七、效率、PF及THD测试

图11展示了轻载（20W）和重载（80W）条件下，MK2562的效率、PF、THD测试结果。

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MK2562系列选型指南：

总结

MK2562系列是一款用于提高交流输入功率因数的CrM PFC控制器芯片，具有高度集成、灵活可靠、多种保护、低功耗等特点，可以应用于各种中等功率的PFC电路，如笔记本电脑充电器、LED驱动器、开关模式电源等。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　为高效赋能两轮电动自行车、AGV、机器人和园林电动工具等电池管理系统(BMS)的加速发展，茂睿芯推出了至简外围、低功耗的系统方案MK9816。应用MK9816 Iso-Buck的隔离侧(次边)输出，可以节省传统E-Bike BMS中所需的隔离模块，可无需外围环路补偿电路，提供更精简的解决方案。　　MK9816支持110V输入，0.6A输出，同时集成30mA预调整LDO，在系统待机时给MCU供电使用，降低系统功耗和物料成本;可配置PFM的频率，在保证次边输出带载能力的同时，避免了工作于FCCM的传统Iso-Buck轻载系统效率偏低问题。其内置低导通阻抗的高边和低边功率MOSFET，效率高达91.5%@IOUT=400mA;同时带多种保护功能，为系统性能、产品可靠性提供保障。　　一、MK9816产品特征　　·宽输入工作电压范围：7V-100V　　·VIN、SW、EN管脚绝对耐压高达110V　　·<10uA的关断电流　　·常使能预调整LDO(Vcc pin)输出电压：9V@0mA~5.5V@30mA　　·可配置的工作模式：　　—强制连续导通模式(FCCM)　　—脉冲频率调制模式(PFM)，PFM模式下零电流时间(TZC)可调　　·集成软启动电路　　·不需要外部环路补偿电路　　·集成700mΩ高边MOSFET和350mΩ低边MOSFET　　·VCC支持VOUT返回供电　　·保护功能：　　—输入欠压保护、输出欠压和过压保护　　—过流保护、过温保护　　二、MK9816封装及引脚功能　　1、MK9816 引脚封装图　　2、MK9816 引脚功能定义　　三、MK9816典型应用框图　　四、MK9816典型波形　　1、PFM和FCCM输出纹波　　测试条件：       (1)PFM模式，IOUT=0.1A，RMODE=47kΩ;       (2)FCCM模式，IOUT=0A，RMODE=2MΩ。　　PFM模式输出纹波                        FCCM模式输出纹波　　2、瞬态响应　　MK9816采用恒定导通时间 (COT) 控制架构，可实现出色的瞬态响应。测试条件：VIN=48V，VOUT=10V，IOUT=0.1~0.6A，di/dt=1.6A/us，duty=50%，L=47uH，COUT=20uF。　　3、原边和次边短路保护　　原边短路保护和恢复                        次边短路保护和恢复　　五、MK9816产品优势　　1、简单、低功耗的解决方案　　应用MK9816 Iso-Buck的隔离侧输出，可以节省传统E-Bike BMS中所需的隔离模块;内置5.5V 30mA LDO，系统待机时给MCU供电，降低系统功耗。　　2、PFM模式ZC时间可调　　通过配置MODE管脚的下拉电阻，可调节工作模式以及PFM模式下的零电流时间(TZC)，实现轻载高效且使开关频率高于人耳可听范围，以避免噪声。　　MODE管脚配置与工作模式的对应关系　　3、高效率　　MK9816集成低导通阻抗的高边和低边功率MOSFET，且通过配置MODE管脚电阻值可实现TZC可调，所以不仅可实现重载高效，也可实现轻载高效。　　测试条件：　　(1)VOUT=10V，工作在FCCM模式下，不同输入电压的效率曲线;　　(2)VOUT=10V，不同工作模式、不同TZC的效率曲线。　　不同输入电压下的效率曲线                    不同工作模式的效率曲线　　4、Vcc支持VOUT返回供电　　MK9816 Vcc管脚支持输出返回供电，使用VOUT返回供电给VCC，有利于提升0.3A负载以下的效率，效率可提升3%~5%。　　测试条件：　　VIN=48V，VOUT=10V，FCCM模式，VCC是否使用VOUT返回供电效率曲线。　　5、集成软启动电路　　MK9816集成了内部软启动电路，可避免上电启动过程中的输出电压尖峰以及电感电流的尖峰，有效降低启机过程中的电压和电流应力，确保系统可靠性。　　六、典型应用场景　　七、茂睿芯DCDC系列选型表
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茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　茂睿芯推出高性能CCM(Continuous Conduction Mode) PFC(Power Factor Correction)控制器MK2554系列产品，这是继2023年推出CrM PFC控制芯片MK2562系列(新品发布 | MK2562系列，高性能CrM PFC控制器)之后，再次推出的电源管理类精品芯片。MK2554系列产品能广泛应用于300-2000W级别的中大功率供电场景，如智能家电、高性能计算机、工业电源、电机驱动、电源适配器等。　　高频有源功率因素校正技术(PFC)作为一种有效的电力电子技术手段，能显著提高电力电子产品的功率因数，减少谐波污染，提高电网的质量，是当今用电设备节能的一个重要考虑因素。MK2554作为使用CCM控制方式的芯片产品，能有效提高功率因素，提升用电设备的产品性能!　　一、MK2554封装引脚图　　二、MK2554产品特征　　11-30V的VCC宽电压输入范围　　<70uA极低的静态电流　　负载动态响应增强　　频率抖动　　软启动　　抗扰度强　　1、11-30V的VCC宽电压输入范围　　MK2554的输入电压范围较宽，能应对复杂的电压变化场景，输入电压在11-30V范围内均可正常工作，当输入电压超过15.5V时，DRV高电平电压会被钳位到15.5V。　　2、<70uA的极低静态电流　　MK2554启动前，启动电流极低(<70uA)，能极大地降低待机功耗。　　3、负载动态响应增强　　当输出负载功率从0到1kW跳变时，Vc引脚电压迅速爬升，环路快速得到响应，最终在1.5个工频周期内达到新的稳态，从而使应用了MK2554的各电源类产品能够快速响应负载的变化，提高整个系统的稳定性，延长其设备寿命。　　4、频率抖动　　MK2554能在基准频率上下周期性地抖动来减小由驱动信号产生的电磁干扰，具有高效且可靠的特点。　　下图为MK2554系列EMI测试结果，左边是未加入抖频(MK2554)EMI测试结果，右图为加入抖频(MK2554A)EMI测试结果，可以看出加入抖频后噪音明显下降，在30MHz频率以下裕量更大。　　5、软启动　　下图为MK2554系列产品的软起动波形图，可以从图中清晰看到，当输入交流电压为220V、负载功率为600W时，电感电流(粉红线)逐渐上升，输出电压也逐渐上升，平滑启机，并未出现过冲。　　6、抗扰度强　　经过多次浪涌抗扰度测试，MK2554系列产品的CS脚能承受-3V电压以及4kV浪涌抗扰度实验。　　以下图MK2554浪涌抗扰度测试波形图为例，在雷击浪涌测试过程中，当输出电压Vout过压，会触发OVP保护，芯片则停止发波，而当雷击浪涌停止后，芯片则继续发波，正常工作。　　三、MK2554在不同负载下的电流波形展示　　装有MK2554芯片样机在不同负载下的会产生不一样的电流波形图，在输入交流电压为220V的同等条件下，功率较大时(600W)，输入电流正弦波。　　四、 弱电网工况模拟测试　　实验方法：串联AC源到被测电源总长约200米的14号线寄生参数测量数据：1.2Ω、8mH下图是模拟弱电网工况在220VAC输入电压负载600W满功率的测试，MK2554控制的PFC系统输入电流能稳定可靠运行，与正常未串联电感的情况基本一致。　　五、典型应用　　六、MK2554系列芯片选型表　　七、MK2554 VS MK2562　　通常PFC电路有两种工作模式：连续导通模式(CCM)和临界导通模式(Critical Conduction Mode，CRM)。CrM模式控制简单，电感上电流峰值较高，检测到输入电流过零时，驱动电压置高，打开开关管，检测到输入电流等于电流包络线值时，驱动电压拉低，关闭开关管，在300W以内的小功率场合十分适用。CCM模式输入电流连续，电流纹波小，适用于300W以上的中大功率场合。MK2562作为CrM PFC控制器，普遍适用于小功率(<300W)应用场景，而MK2554做为CCM PFC控制器，则适用于中大功率(300-2000W)应用场景，真正做到全功率段覆盖，帮助用户设计出更合适的产品。　　八、MK2554应用方案　　1、高电压负载　　MK2554通常可将PFC输出电压设计到390V，后级可搭配逆变电路，例如交流电机驱动等。　　2、低电压负载　　PFC(MK2554)+LLC(MK2189/MK2199)+SR(MK1620/MK1170)，可给低压大电流负载供电，例如LED照明等。MK2554系列芯片是用于提高交流输入功率因数的CCM PFC控制器芯片，具有高集成度，高可靠性，低功耗等特点，可广泛运用于智能家电、高性能计算机、工业电源、电机驱动、电源适配器，也可搭配多种产品形成不同应用场景解决方案，供电于低压大电流负载。
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