前言
隨着大功率電源的普及,應用場景也越來越多,如戶外儲能電源充電器、電動車充電器、PD電源、LED電源、TV電源、戶外顯示屏電源、飲水機電源、音響電源等產品應用,大功率電源逐漸拋棄反激架構,轉而使用適合高頻,高效率的LLC架構。
為了滿足大功率電源市場需求,矽力傑國內首家推出PFC+LLC二合一合封控制器SY5055,滿足400W以內大功率電源的應用。
矽力傑SY5055採用一顆芯片完成兩顆芯片的功能,將PFC和LLC獨立功能的器件合二為一,同時輸出PFC和LLC級控制信號,減少外圍元件數量,簡化設計。
SY5055支持高壓啟動,集成谷底檢測,PFC級支持欠壓,過壓,過載保護。片內集成LLC級半橋驅動器,集成電流模式控制,具有快速的動態響應。支持X電容放電,採用緊湊的SOP16封裝,輸出支持過壓保護,欠壓保護,過載保護和過流保護。
深圳市鴻光盛業電子有限公司基於SY5055推出了一款180W電源適配器方案,簡化了電源設計,降低了功耗,全負載範圍的高轉換效率和低待機功耗優勢,THD滿載時全壓可以控制在5%、半載控制在10%以內,滿足現代能效標準對電源適配器的要求。
鴻光盛業180W電源方案外觀
鴻光盛業180W電源方案電路板為長方形,兩側設有散熱片並粘貼絕緣膠帶,MOS管使用螺絲固定在散熱片上進行散熱。
板子上PFC升壓電感、變壓器、電容等器件間都留有空間,可以有效避免積熱。
背面設有一顆PFC+LLC合封控制器,外圍電路相當簡潔。
測得模塊長度為162.49mm。
寬度為60.53mm。
厚度為29.14mm。
模塊拿在手上的大小直觀感受。
模塊淨重約為303g。
鴻光盛業180W電源方案詳解
在對方案模塊尺寸、重量等有所了解後,下面來看看方案器件的具體信息。
電源輸入端一覽,預留了電源插座的位置,輸入端連接保險絲、NTC浪涌抑制電阻、壓敏電阻,EMI濾波電路,整流橋固定一塊散熱片,右側是兩顆藍色Y電容。
輸入端保險絲規格為3.15A 250V。
NTC熱敏電阻絲印SCK 053,用於抑制電源接入交流電時的衝擊電流。
壓敏電阻型號為14D511K,用於輸入過壓保護。
共模電感特寫,濾除EMI干擾。
另一顆共模電感特寫。
整流橋固定在散熱片上,型號為GBU806,規格為8A 600V。
紅色薄膜濾波電容。
另一顆薄膜濾波電容特寫,整流橋輸出的脈動直流電經過紅色薄膜電容與磁環電感組成的濾波電路為PFC電路供電。
散熱片上面四顆螺絲分別固定LLC開關管,PFC整流管和PFC升壓開關管,右邊是PFC升壓電感。
PCB背面焊接一顆二合一PFC+LLC控制器,這也是這款電源的核心芯片,來自矽力傑的SY5055,內部集成升壓PFC控制器和諧振半橋控制器,是國內第一款將PFC控制器和LLC控制器合封在一起的控制器。
SY5055內部集成的PFC控制器支持CRM和DCM模式,採用谷底檢測可降低開關損耗並提升EMI性能,平均電流控制可實現高PF和低THD,PFC控制器內置的突發模式可提升輕載能效。LLC控制器採用私有的電流控制,具有快速的動態響應,和簡單的環路補償設計,LLC控制器支持CCM/DCM和突發模式,可獲得整個負載範圍內的高效率。
SY5055內置高壓啟動電路以降低待機功耗,芯片內部集成X電容放電功能,無需額外的X電容放電芯片。內置半橋驅動器可直接驅動MOS管,簡化外圍器件數量,芯片支持輸入過壓、欠壓,輸出過壓保護,逐周期電流限制和過熱保護功能,SY5055採用SOP16封裝,節省空間占用。
矽力傑SY5055 PFC+LLC二合一控制器詳細資料。
用於X電容放電以及輸入保護檢測的二極管和串聯電阻。
PFC升壓開關管來自上海維安,型號為WML25N50C4,耐壓500V,導阻125mΩ,是上海維安第四代超結MOS管,採用TO220F封裝。
上海維安WML25N50C4資料信息。
PFC升壓整流管特寫,絲印SF88F。
PFC升壓電感特寫,絕緣膠帶完全包裹。
高壓濾波電解電容採用永銘KCX系列,150μF 450V。該系列產品工作溫度範圍在-55℃~105℃,3000小時壽命,並具備抗雷擊、低漏電流(低待機功耗)、高紋波電流、高頻低阻抗等性能優勢。
充電頭網了解到,憑藉小體積的特點,永銘KCX系列電解電容還被公牛65W氮化鎵快充、飛利浦65W氮化鎵快充插座、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、柚比30W1A1C氮化鎵快充充電器、京造65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W 2C1A氘鋒氮化鎵快充等產品採用,獲得客戶一致認可。
永銘KCX系列電容資料信息。
該區域設有高壓濾波電解電容、LLC諧振電感、諧振電容以及LLC變壓器等器件。
諧振電容特寫,來自JURCC捷威電子。
諧振電感特寫。
LLC半橋兩顆開關管也是來自上海維安,型號WML14N60C4,耐壓600V,導阻330mΩ,是第四代超結MOS管,採用TO220F絕緣封裝。
上海維安WML14N60C4資料信息。
為SY5055供電的降壓電路電容以及三極管。其中兩顆黃色供電電容也是來自永銘,GP長壽命系列。
稍大一點的規格為35V 100μF。
另一顆規格為25V 10μF。
LLC開關變壓器特寫。
用於輸出電壓反饋的光耦,兆龍 CT817B。
兆龍 CT817B資料信息。
輸出使用華潤微肖特基二極管整流,型號CRRF20L100A,20A 100V,用於輸出整流,使用兩顆分別用於LLC次級兩個繞組整流,使用螺絲固定在散熱片上。
華潤微CRRF20L100A資料信息。
另一顆華潤微CRRF20L100A特寫。
輸出使用三顆電解電容濾波,來自永銘,PKC系列,規格為1000μF 35V,使用三顆並聯。
濾波電解電容特寫。
輸出電壓反饋電路,來自坤元微的TS431H電壓基準。
坤元微TS431H資料信息。
輸出磁環濾波電感,使用漆包線繞制。
充電頭網總結
通過對鴻光盛業180W電源的解析,這款電源使用了一顆二合一的PFC+LLC控制器矽力傑SY5055,這是國內第一款將兩顆獨立功能的芯片合二為一的控制器芯片。電源中PFC升壓開關管和LLC開關管均來自上海維安,電容全部來自永銘,輸出整流管來自華潤微,輸出穩壓控制來自坤元微,實現了全面國產化的電源設計。
這款180W電源採用PFC+LLC設計,PFC升壓開關管採用WML25N50C4,LLC開關管採用WML14N60C4,均為上海維安第四代超結MOS管。PFC和LLC均由矽力傑SY5055控制,芯片保護功能全面,集成度高,內置高壓驅動器,外圍器件精簡。
深圳市鴻光盛業電子有限公司
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