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TI 新一代LLC控制器走低碳路线

关键词:  TI  LLC控制器  低碳 

随着智能手机、平板电脑、智能电视的快速发展,电子设备与人们的工作、人活关系日益密切,导致全球耗电量逐年增加。当享受着智能电器为你带来极大便利的时候,是否可知,这些电子设备待机时所消耗的电量呢?据统计待机设备消耗的电量相当于50个大型电厂的年发电总量。如果这个数据还不够直观?那我们每个普通家庭中家用电器的待机功耗通常占家庭总耗电的12-18%,直接造成不必要的开支。更重要的是地球在变暖,节约能源减少二氧化碳排放是环保的重要方式,因此降低待机功耗迫在眉睫。

UCC256301可实现最低的待机功耗

前不久德州仪器公司推出了一款具有集成高压栅极驱动器的新型电感-电感-电容(LLC)谐振控制器(UCC256301),实现了业内最低的待机功耗以及更长的系统寿命。UCC256301提供了一种高性价比的系统解决方案,可帮助满足各类AC/DC应用严苛的能效标准,包括数字电视、游戏适配器、台式电脑和笔记本电脑适配器以及电动工具电池充电器。




图1:UCC256301系统框图

正是因为市场对低功耗电源有着更多的需求,各芯片厂商纷纷发力电源产品,那TI的这款LLC谐振控制器有什么独特呢?听听TI大功率电源控制器应用经理唐华是怎么说的。

唐华说到,UCC256301可以实现业界最低的待机功耗,同时使用这颗芯片的系统,可以得到优异的空载效率,UCC256301集成了高压驱动器,高压驱动器还有对X电容放电的集成电路,简化了电源系统的设计。UCC256301可以自动规避零电流开通的发生,保护了缘边的MOS管,延长了系统的使用寿命。


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图1:TI大功率电源控制器应用经理唐华

我们在TI官网上也找到了一些测试数字,接下来让我们更直观地认识一下UCC256301

第一个数字是:40毫瓦。也就是说UCC256301的电源系统可以实现小于40毫瓦的待机功耗。

第二个数字是:10倍。相对于传统的直接频率控制的方式,UCC256301可使瞬态响应的损失提高10倍。

第三个数字是:90%。即在10%的负载情况下,UCC256301可以实现90%的轻载效率。

什么原因使得新一代LLC控制器有如此低的功耗?

想必大家和我一样都很关心这个低功耗是怎么来的?唐华表示,除了降低芯片本身的功耗外,新一代LLC控制器使用了Burst模式或者叫突发模式。传统的直接频率调制,在输出功率较大时,开关频率低;相反在输出功率较小时,开关频率会增加到非常高的状况。由于开关频率的增高,与开关频率相关的开关损耗,以及变压器的磁极损耗、驱动损耗,都会大幅度地增加。如此在轻载时很难得到好的效率值。为了解决以上问题,TI的LLC控制器使用了Burst模式,工作在这种模式下,如果变换器输出的功率小,环路的输出便低,当低到设定的关断阈值的时,内部MOS管就会彻底关断,这个时候能量就不会从输入端流到输出端,输出电压就会自动下降,当输出电压下降之后,环路的输出又开始上升,当环路的输出值超过开通阈值的时候,变换器又开始正常工作,输出电压开始上升,由于开通阈值远远高于关断阈值,因此这个变换器在轻载的时候会有比较长的一段时间存在不工作的状态,换句话说轻载时,可以得到更低的效率值。

以下两个例子

集成关机后X电容自动放电功能

UCC256301内部集成了许多功能电路,如关机后X电容的自动放电功能。工程师熟知,AC/DC电源为避免对电脑产生EMI干扰,均会使用X电容,但X电容在电源和电网脱离之后,也会存储一定能量,造成一段时间内电容的输入端口带有危险电压。为了解决此问题,传统设计会在X电容两端并联放电电阻,但问题是,由于这个电阻一直与电网相连,会造成不必要的损耗。UCC256301内部集成了X电容的放电MOS管,当系统正常工作时,MOS管是关断,不会产生额外的损耗;当检测到电容与电网脱离,就会导通MOS管,让X电容的能量迅速卸放,避免危险事件的发生。

集成高压启动电路

在UCC256301里集成了高压驱动器,无需专用辅助电源电路,这颗芯片接到高压输入时,可以自动完成启动工作。所有的这些集成功能都让设计变得更简单。

应用市场

UCC256301市场应用范围广泛,可以帮助各种AC/DC的固定电源来满足严格的能耗标准,常用的领域如电视机电源、PC机电源、笔记本适配器、电动工具电源、电池充电器以及更多家用电器的电源和其他行业使用的电源设备。

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