茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

发布时间：2024-05-08 13:14
作者：AMEYA360
来源：茂睿芯
阅读量：683

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　六、MK2554系列芯片选型表

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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。

茂睿芯MK2554系列，高性能CCM PFC控制器

　　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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　　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：国内首款具有待机模式和信号改善能力的车规CAN SIC收发器MCAN1462系列正式推出！
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茂睿芯：国内首款具有待机模式和信号改善能力的车规CAN SIC收发器MCAN1462系列正式推出！

　　茂睿芯推出第二代CAN FD收发器MCAN1462，是国内首款支持10Mbps通信速率、具有信号改善能力(SIC)的CAN FD收发器，实现了CiA 601-4中定义的CAN SIC功能，能够有效提升信号质量，支持在复杂的总线拓扑中进行更高的通信速率和更可靠的数据传输。MCAN1462在实现CAN FD通信的同时，还提供总线±58V耐压的能力，并且该款新品兼容3.3V和5V MCU，能为客户提供更多故障保护解决方案，为汽车制造商在整车系统性能、产品质量和可靠性赋能。　　一、MCAN1462产品特征　　5V电源供电，兼容3.3V/5V微处理器，支持12V和24V车载系统;　　符合ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准;　　最高支持10Mbps通信速率;　　±30V接收器共模输入电压;　　满足CiA 601-4信号改善(SIC)规范，支持车载复杂星型网络;　　具有更严格的位时序对称性和更短的对称传播延迟时间;　　结温范围：-40℃~150℃;　　未上电时的理想无源特性：　　— 总线和逻辑引脚呈高阻态(无负载)　　— 上电和掉电时总线和RXD输出无毛刺脉冲　　保护特性：　　— 总线故障保护：±58 V　　— VCC和VIO(仅限MCAN1462V系列)电源引脚上具有欠压保护　　— 驱动器显性超时(TXD DTO) —— 数据速率低至5kbps　　— 热关断保护(TSD)　　— 过流保护(OCP)　　提供SOP8/DFN3*3-8封装，提供绿色环保无铅封装;　　AEC-Q100认证。　　二、MCAN1462 CAN FD收发器封装及引脚功能　　1、MCAN1462引脚封装图　　2、MCAN1462引脚功能定义　　三、MCAN1462 应用框图　　1、±58V 显性过流保护(IOS(DOM))　　以CANL短接+58V为例，TXD=0时，端口电流会限制在90mA，有效保护CAN端口。　　2、低功耗模式唤醒功能(WUP)　　总线其他节点发送唤醒波形，MCAN1462侦听总线为显性-隐性-显性后，芯片唤醒，RXD以特定规律跟随总线。　　3、典型循环时间　　MCAN1462系列可以显著改善收发器的典型循环时间，典型应用条件下延迟在60ns。　　4、驱动器显性超时　　在CAN局域网内，为防止某一节点出现故障导致通信异常，且不可恢复。收发器在设计上加入了驱动器显性超时功能。在TXD为显性时，且t>tTXD_DTO时，芯片禁止驱动器发送，总线恢复至隐性。　　五、MCAN1462产品优势　　1、信号改善功能　　图1搭建的单星型网络实验平台(该实验平台各节点通过5m双绞线连接至中心点)可以验证信号改善功能的有效性。图2为标准CAN FD收发器在单星型网络中的输出波形图，图3为带信号改善功能的CAN FD SIC收发器在同等条件下的对比图。可见，带信号改善功能(SIC)的CAN 收发器可以吸收信号反射，改善信号质量。　　2、良好的共模特性输出　　针对车载领域复杂的电磁环境，MCAN1462的收发进行特殊优化，保证最优的共模性能。在VCC=5V，TXD=10Mbps，Csplit=4.7nF时，输出共模电压峰峰值VCM(CANH+CANL)为500mV，ΔtREC=5ns 。　　3、±58V总线故障保护　　由于在实际应用环境中经常出现线路磨损、人为短接等原因，CAN总线容易与系统电源发生短接，这就需要CAN收发器具备一定的总线耐压能力，以提高整个系统的可靠性。而MCAN1462的总线故障保护能力最高可达±58V，足以满足乘用车系统或商用车系统对CAN收发器总线耐压的要求。　　4、±30V的共模信号接收　　在具体使用场景中，通信双方一般是采用双绞线形式进行差分信号的传输，有时由于双方所处地的电压不同，接收方接收信号时共模电压会产生较大偏移。针对这个问题，MCAN1462将共模输入电压提升至±30V，大大降低了因为共模电压过大时接收方发生解析数据异常的情况。　　5、支持CAN FD协议　　MCAN1462兼容ISO 11898-2:2016标准，可支持10Mbps的通信速率，物理层兼容CAN FD协议。　　六、典型应用　　七、全系列CAN FD收发器选型表　　茂睿芯在MCAN1042系列基础上，采用信号改善技术研发的第二代MCAN1462系列CAN SIC收发器产品，能够广泛应用于车身控制，智能座舱，域控制器，T-Box、ADAS、智能网关、底盘与动力系统等，无需在物理层或应用层做任何修改设计，MCAN1462能有效兼容常规CAN FD收发器，提高研发效率，助力国产车载通信总线技术发展，助力汽车控制智能化!
2024-03-01 11:20 阅读量：485
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