必易微下一代高精度输出浮地Buck IC KPE32622P解析

新品推出背景

图 1 | 浮地 Buck IC 电路拓扑

高压浮地 Buck 电源管理方案凭借其设计简单、成本低廉等优势，被广泛应用于家居家电、工业自动化等领域。但受限于电路架构的局限性，存在输出调整率差、动态差和待机功耗高等问题，难以满足部分高精度输出应用需求。如上图所示，为了便于驱动 N 型 MOSFET，浮地 Buck 电源管理 IC（后文简称浮地 Buck IC）的参考与输出电压不共地。

图 2 | 典型浮地 Buck IC 的控制框架

上图为典型浮地 Buck 的控制框架，当 Buck 续流二极管导通时，浮地 Buck IC 可以获得表征输出电压的反馈信号 VFB。

其中，VFR 为续流二极管的压降，VFF 为反馈二极管的压降。因二极管压降受个体差异、温度及电流变化的影响较大，反馈信号 VFB 和输出电压 Vo 之间存在误差，这是造成浮地 Buck 方案输出调整率差的根本原因。

 

图 3 | 典型浮地 Buck IC 的环路控制框图

上图为典型浮地 Buck IC 的环路控制框图。从控制理论角度分析，环路的直接控制对象是 VFB，由于 Vo 与 VFB 在特定时间段内存在确定的函数关系，因此可以通过 VFB 间接实现对输出电压的稳定控制（前文已经论述，只是相对稳定）。然而，VFB 与 Vo 之间的这种函数关系仅在每个开关周期续流二极管导通期间成立，这意味着反馈采样存在开关周期级别的延迟，在频域中可用 

 表示。这一延迟显著降低了环路的响应速度，导致系统的动态性能变差。

延迟环节  

 表明，工作周期越长，延迟越大。因此，常规浮地 Buck IC 不得不设置最小工作周期，制约了待机功耗的进一步降低。

综上所述，浮地 Buck IC 的上述性能局限，其根源均可归结于反馈采样方式的固有缺陷。

KPE32622P 预研产品介绍

针对浮地 Buck IC 现有的性能局限，必易微预研了新一代产品 —— KPE32622P。

一、设计架构

图 4 | 预研产品 KPE32622P 设计架构

KPE32622P 采用实地反馈 + 浮地控制的架构，这一架构从根本上规避了传统浮地 Buck IC 反馈采样方案的局限性。

低压侧 (Low side) 实地采样部分实时采样输出电压，经过环路补偿后，把电信号传送到高压侧 (High side) 浮地控制部分，由浮地部分控制 MOSFET 开通和关断。芯片采用直接输出电压采样方式，大幅优化输出调整率，配合实时采样与控制，有效改善动态响应，更支持 Burst Mode 工作模式，实现更低待机功耗。

二、产品特性

图 5  | 预研产品 KPE32622P 典型电路图

 

图 6  | 预研产品 KPE32622P  管脚封装	图 7  | 预研产品 KPE32622P  芯片图

 

表 1  | 预研产品 KPE32622P 典型功率表

产品特性：

高精度 12V 输出

超低待机功耗

集成 650V 高压 MOSFET

集成高压启动电路

内部保护功能：

输入欠压保护 (Line BOP)

过载保护 (OLP)

逐周期电流限制 (OCP)

输出过压保护 (OVP)

三、实测性能

为验证该架构的实际性能提升效果，我司搭建了标准测试平台。采用 90~265Vac 输入、12V 500mA 输出的 Buck 电源，以传统浮地 Buck IC KP32622 作为对照，开展了全面的性能实测。

图 8  | 预研产品 KPE32622P 原理图

 

图 9  | 预研产品 KPE32622P 调整率	图 10  | 传统的 浮地 Buck IC KP32622 调整率

 

表 2  | 动态纹波

图 11  | 待机功耗

（注：预研产品 KPE32622P 假负载 100kΩ，传统的浮地 Buck IC KP32622 假负载 4.3kΩ）

测试结果清晰地表明，相比传统的浮地 Buck IC，KPE32622P  的调整率、动态和待机性能都有显著提升，在高精度、低功耗的应用场景中将展现出巨大潜力。

四、应用展望

KPE32622P 采用了新颖的实地反馈 + 浮地控制的架构，相比普通高压浮地 Buck 产品，可提供更高的输出精度和更低的待机功耗，旨在为高性能要求的应用提供新型解决方案。KPE32622P 默认提供 12V 输出电压，也可修改为 5V、15V 或 18V 输出电压。

首发体验官招募

KPE32622P 目前处于预研阶段，已有初步工程样品。为进一步打磨产品细节、贴合市场真实需求，如果您对这款产品感兴趣，我们诚挚地邀请您成为我们的首发体验官，我们希望听到您的意见，并开启一段产品共创之旅！

关于必易微

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