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HR1211助力實現多端口快充解決方案

發(fā)布時間:2022-04-21 來源:MPS 責任編輯:wenwei

【導讀】HR1211是一款集成 PFC 和電流模式 LLC 的多模式控制器解決方案,專用于滿足快充適配器市場的電源需求。為精簡外圍電路,HR1211中集成了高壓電流源、經安全認證的 X 電容放電電路以及用于 PFC 和 LLC 的高壓驅動電路。此外,它無需電容電阻,當交流輸入處于壓降狀態(tài)時,高壓電流源可以作為 X 電容放電器工作。

 

HR1211可通過 UART 接口進行配置,其內部節(jié)能技術可在整個工作電壓范圍內優(yōu)化效率。該器件的 PFC 控制器采用專利數字電流控制系統(tǒng),以支持連續(xù)導通模式 (CCM) 和斷續(xù)導通模式 (DCM)的混合工作。圖 1 顯示了HR1211的典型應用電路。


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圖1: HR1211典型應用電路


在100W 大功率適配器越來越流行的趨勢之下,HR1211恰逢其時。該產品還斬獲了21IC中國電子網TOP10 POWER電源產品獎之“最佳應用獎”。

 

HR1211 產品特性

 

HR1211的CCM 和 DCM 混合模式使控制器可以應用于更寬的負載范圍。在重載條件下,CCM 可以降低峰值 MOSFET 電流;在輕載條件下,DCM 可以降低開關頻率以實現更高效率。此外,LLC 級采用電流模式控制,可以提升穩(wěn)定性并實現快速響應。

 

HR1211提供了強大的保護功能,包括過溫關斷保護、PFC 開環(huán)保護 (OLP)、過壓保護 (OVP)、過流限制 (OCL)、LLC 過流保護 (OCP)、SO 引腳保護和過功率保護 ( OPP)。

 

HR1211還具備高度的靈活性,其數字控制內核可與多次可編程 (MTP) 存儲器相結合,重寫次數多達 1,000 次。HR1211的主要功能均可通過UART 通信端口在圖形用戶界面(GUI)上自由配置 ,包括PFC 和 LLC 兩級電路、不同控制模式之間的切換、切換頻率、保護閾值以及保護功能的恢復方法等。圖 2 所示為 HR1211 的 GUI界面。

 

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圖2: HR1211的 GUI界面


采用HR1211的電源可適應不同應用與設計的性能要求。這種獨特的數字控制解決方案靈活性高,可以簡化100W 至 200W 的電源設計。HR1211尤其適用于筆記本電腦、氮化鎵(GaN) 快速充電器、電動自行車充電器、臺式機電源、路燈和電視。

 

如今共享電動車越來越受歡迎,圖 3 顯示了一款600W 電池充電解決方案的參考設計,這種簡單的設計尤其適用于電動自行車。該設計采用了如下MPS 產品:HR1211、固定頻率反激式穩(wěn)壓器HF500-15、同步整流器 (SR) 控制器MP6925A以及低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器MP2009。

 

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圖 3:采用HR1211實現的 600W 電動自行車充電解決方案


多端口快充解決方案的挑戰(zhàn)

 

HR1211可以同時為筆記本電腦、手機、平板電腦和手持設備充電,而且兼具出色的用戶體驗。然而,當多個端口同時連接時,單個端口的最大輸出功率會低于65W或45W,因而無法滿足20V/5A的充電需求。

 

為緩解這個問題,Innosecco 開發(fā)出搭配HR1211和MP6924的 200W、高功率密度、氮化鎵多端口快充解決方案。

 

MP6924是一款雙口快速關斷智能整流器,適用于 LLC 諧振變換器中的 SR。它可以在輕載條件下鎖定柵極驅動器,并提供 175μA 的低靜態(tài)電流,而且同時支持 CCM 和 DCM 模式運行。

 

圖 4 所示為MP6924的功能框圖。

 

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圖 4:MP6924 功能框圖


將 Innosecco GaN 器件(INN650D150A 和 INN650D260A)與HR1211 、MP6924相結合得到的整體解決方案可以實現超高功率密度和出色的效率。其布局尺寸為75mmx75mmx23.5mm,最高功率密度達到24W/in3.

 

圖 5 顯示了該解決方案的測試結果,其峰值效率高達 96.5%,平均效率也超過 93%。HR1211在提高最大輸出功率的同時有效地提升了效率。

 

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圖 5:PFC + LLC 效率曲線


結論

 

本文討論了熱門產品HR1211的特性,它靈活性高、穩(wěn)定性高,而且具備快速瞬態(tài)響應。通過分析搭配HR1211 和 MP6924的Innosecco 200W 快充解決方案,我們可以了解該方案如何解決多端口快充過程中速度降低的挑戰(zhàn)。MPS 將繼續(xù)以尖端的電源解決方案引領市場,滿足消費者對更高功率和更高效率的需求。



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