矽力杰 | PFC+LLC组合控制器

 

 

-第69期-

 

 PFC+LLC  

针对高功率密度，大功率输出快充需求，矽力杰推出高性能PFC+LLC组合控制器SY5055，合封了前级BOOST PFC与后级LLC控制器，使外围电路更为简洁，在节约成本的同时也有利于提升整个电源方案的功率密度。

SY5055

PFC+LLC组合控制器

特性优势

◆  内置高压启动

◆  低待机功耗(＜100mW)

◆  极低设计成本和极简BOM

◆  紧凑型封装：SOP16

PFC

◆  高PF(＞0.95)，低THD(＜5%)

◆  内置环路补偿

◆  内置谷底检测开通

◆  内置X电容放电

LLC

◆  快速动态响应

◆  内置半桥驱动

保护

◆  PFC BO/BI, 输出欠压/过压保护、采样电阻短路保护等

◆  LLC BO/BI, 输出过压/过载/容性/过温/自适应死区时间保护等

 

SY5055  Demo

 架构优势 

典型应用电路图

SY5055拥有更全面的保护功能以及更合理的上电时序。BOOST PFC部分采用平均电流控制可以更好地实现高PF和低THD。在满载条件下，SY5055可实现PF＞0.95，THD＜5%；LLC部分通过特定的电流型控制，实现了快速的动态响应和简单的环路补偿参数设计。

1

高PF、低THD

BOOST PFC控制框图

 

SY5055 BOOST PFC采用平均电流控制，主要由外部电压环、电流波形发生模块和内部电流环组成。外部电压环路将BOOST输出电压调节至设计值，实现了BOOST环路参数的内置，简化外围电路。电流波形发生模块通过LNS脚检测输入AC电压为电流环路生成与之同相位的正弦电流参考信号，实现高PF和低THD功能。

 

交流侧输入电压和输入电流波形图

(Vin=230Vac，Vo=12V，Io=15A)

 

PF,THD performance @180W

2

快速动态响应

LLC电流控制框图

 

SY5055 LLC部分采用特定的电流型控制，实现快速动态响应。通过ISEN脚得到与输出功率成正比的电流反馈信号，将该信号与COMP电压补偿信号进行比较来控制在每个开关周期上下管的开关状态，对输出功率进行控制，从而在输出功率变化时实现快速的动态响应。LLC负载动态响应波形如下。

 

负载动态响应

3

高效率、低EMI

SY5055 PFC电路采用谷底检测来降低开通损耗并获得更好的EMI性能，同时可根据输出负载的大小使系统工作于不同的工作模式。当负载较重时PFC工作在CrM模式，随着负载下降逐渐进入DCM模式，在极低负载下进入Burst模式，使PFC在不同负载下均可获得较高的效率。

 

PFC级功率曲线

 

SY5055 LLC电路同样根据负载不同来调节不同的工作模式。当负载较重时工作在CCM模式，负载较轻时进入DCM模式，控制DCM频率高于25kHz，当负载继续降低时进入Burst模式，控制Burst频率小于1kHz。基于这种工作模式，在提高LLC转换效率的同时，也极大的降低了轻载噪音。
 

 

LLC级功率曲线

 

此外，SY5055 内置高压启动以降低待机功耗，集成X电容放电功能以满足安规要求，内置LLC半桥驱动以简化外围电路。包括PFC级的BO/BI、UVP/OVP、HV OVP，LLC级的BO/BI、输出OVP、OLP、容性保护、自适应死区时间、OTP等保护功能。
 

 应用场景

SY5055特别适用于100~300W的中等功率应用，例如PC一体电源、电动车充电器、大尺寸电视以及户外照明等应用场景。