【硬核实测】芯茂微 1KW SiC 金牌 ATX 电源方案：国产全自研芯片架构，效率逼近铂金级

随着 AI 台式机、高端电竞主机、入门级服务器市场需求持续增长，1000W 等级 ATX 电源已成为高端桌面及小型服务器平台的核心供电配置。当前 1KW ATX 电源开发面临多重行业痛点：传统硅基器件效率瓶颈难以突破，碳化硅（SiC）器件直接替换易出现驱动失效、栅极串扰、器件损坏问题；LLC 拓扑动态响应不足，无法适配 CPU、显卡瞬时大功率波动；整机 EMI 优化难度大、双面贴片工艺导致量产良率偏低；辅助电源待机功耗偏高，难以满足严苛能效标准。

针对上述行业痛点，芯茂微推出 1KW 碳化硅金牌 ATX 电源完整解决方案，采用全链路自研 AC-DC 电源管理芯片，搭配专属 SiC 驱动与电流模式 LLC 架构，在效率、动态响应、可靠性及量产性上实现全面优化，可直接支撑 80Plus 金牌认证电源开发。

一、方案核心亮点速览

宽压输入：90–264Vac 全范围适配，实测输出功率 1003.7W，满足 1KW 额定输出要求

高效能：230Vac/50% 负载效率达 93.24%，整体效率优于 80Plus 金牌标准，逼近铂金水平

高可靠：SiC 专用驱动内置 DSAT 保护与米勒钳位，从硬件层面避免 SiC 器件欠驱动损坏

优动态：电流模式 LLC 实现 0%~100% 负载跳变 0.75Vp-p 响应，适配瞬时大功率负载

易量产：单面贴片工艺，简化生产流程，提升整机制造直通率

全自研：PFC、LLC、同步整流、SiC 驱动、辅助电源芯片均为国产自研，供应链稳定

二、整机方案规格与架构

1. 基础规格参数

该方案为 80Plus 金牌全模组、全 DC-DC 输出 1KW ATX 电源，核心实测参数如下：

输入电压：90–264Vac，工作频率 47–63Hz

输出配置：+3.3V/0~18A、+5V/0~18A、+12V/0~83.3A、-12V/0~0.3A、+5VSB/0~3A

稳压精度：各路输出精度均优于标准要求，+12V 精度达 + 0.15%/-0.18%

输出纹波：≤30mV/68mVp-p，低于标准限定值

保护功能：支持 OCP、OVP、短路保护，输出保持时间 15.6ms

2. 整体拓扑架构

方案采用CCM PFC + 电流模式 LLC + LLC 同步整流 + 辅助供电系统四级架构，所有核心控制芯片均为芯茂微自研，实现系统级协同优化：

前级：CCM 模式 PFC + SiC 专用驱动

主级：电流模式 LLC 谐振变换

次级：LLC 同步整流输出

辅助：X 电容放电 + 高压启动 + 5VSB 反激同步整流

三、核心模块技术解析

【前级】CCM 模式 PFC + SiC 专用驱动

1KW 等级大功率电源采用 CCM 连续导通模式 PFC，电感电流纹波小，可降低输入滤波电路要求；搭配 SiC 肖特基二极管，消除反向恢复损耗，提升效率与 EMI 性能。

LP6655 CCM PFC 控制器：支持 65kHz/133kHz/200kHz 三档开关频率，具备输入欠压、电感过流、FB 短路、限功率输出保护，可实现跟随式 PFC 控制。

LP7012A SiC 专用驱动：驱动电流 + 0.8A/-1.5A，内置 DSAT 退饱和保护、米勒钳位、CBC 过流保护与故障反馈功能，可抑制 SiC MOS 米勒串扰，避免欠驱动导致的器件压降过大、发热损坏问题，在启动、关机、辅助电源短路等工况下可实现主动封波保护。

【主级】电流模式 LLC（LP9961）

LP9961 系列电流模式 LLC 为方案核心控制单元，相比传统电压模式 LLC 具备显著优势：

谐振槽采用电流模式运行，实时检测谐振电容电压与电流，实现双向能量控制，响应速度更快；

工作频率覆盖 25kHz~1MHz，适配宽范围工况；

内置 ZCS 规避电路，通过检测谐振电流极性，避免启动、负载突增、输出短路时进入容性区，防止桥臂直通与体二极管反向恢复损坏；

CBC 逐波限流功能，输出短路时可将谐振槽电流限制在 20A 以内，多次限流后进入保护停机；

内置 OTP 可编程单元，支持 100 余项参数离线烧录调试，适配多场景量产需求；

软起动过程中谐振电流、电压平稳上升，无过冲，ZCS 规避功能持续生效，提升开机可靠性。

实测负载动态响应：25%~100% 负载跳变 0.42Vp-p，0%~100% 负载跳变 0.75Vp-p，25%~150% 负载跳变 0.7Vp-p，可完美适配 AI PC、高端显卡瞬时大功率波动。

【次级】LLC 同步整流（LP3525D）

针对 1KW 大电流输出场景，方案采用 LP3525D 同步整流芯片：

具备双边独立开尔文走线，适配大功率应用，PCB 布线更便捷；

采用自适应驱动策略，轻载时驱动电压 3.58V，降低驱动损耗；满载时驱动电压 8.79V，减小同步整流管导通电阻，实现全负载段效率最优；

芯茂微同步整流系列覆盖 120V–300V 耐压，可适配低压大电流、高压输出等多类电源场景。

【辅助系统】低待机功耗供电方案

LP8102 X 电容放电 + 高压启动芯片：700V 耐压，10mA 启动电流，支持交流侦测与 X 电容主动放电，90–265Vac 输入下待机功耗仅 33–46mW，显著低于传统电阻放电方案；

5VSB 辅助电源：采用原边 LP8728A 反激芯片 + 副边 LP15R060S 同步整流芯片，固定频率 SSR 架构，实现 5V/3A 稳定输出，转换效率最高达 82.66%。

四、全工况实测数据

1. 效率实测（优于 80Plus 金牌标准）

 

输入电压	20% 负载	50% 负载	100% 负载	20W 轻载
115Vac	90.73%	91.46%	88.50%	69.08%
230Vac	92.15%	93.24%	91.34%	70.31%

 

2. 输出精度与纹波

 

输出支路	标准精度	实测精度	标准纹波	实测纹波
+3.3V	±3%	+1.45%/-1.94%	50mV/120mVp-p	30mV/68mVp-p
+5V	±3%	+0.02%/-2.76%	—	—
+12V	±5%	+0.15%/-0.18%	—	—
-12V	±5%	+0.2%/-0.5%	—	—
+5VSB	±8%	+0.22%/-1.92%	—	—

 

五、方案横向对比

 

对比维度	传统硅基 1KW 金牌方案	芯茂微 SiC 自研方案	国外芯片 SiC 方案
峰值效率	≤91%	93.24%	92%–93%
SiC 器件可靠性	易欠驱动损坏	专属驱动保护，高可靠	依赖外围电路保护
动态响应	负载跳变过冲大	0.75Vp-p（0~100%）	中等
量产工艺	双面贴片，良率偏低	单面贴片，高直通率	常规工艺
供应链稳定性	依赖进口器件	全自研，国产可控	受国际供应影响
整体成本	中等	SiC 方案成本更低	偏高

 

六、量产设计要点与避坑

SiC 驱动设计：采用 LP7012A 专用驱动，保留 DSAT 保护与米勒钳位功能，避免通用驱动导致的栅极串扰与欠驱动问题；

LLC 参数配置：通过脱机编程器调试 OTP 参数，重点优化 ZCS 规避阈值、CBC 限流值、软起动时序，适配不同变压器参数；

工艺优化：采用单面贴片布局，简化 SMT 流程，降低制造难度，提升批量生产良率；

EMI 优化：SiC MOS 自身 EMI 性能优异，配合 CCM PFC 小电流纹波特性，可简化滤波电路，降低 BOM 成本；

辅助电源：选用 LP8102 集成高压启动与 X 电容放电方案，替代传统电阻，降低待机功耗，满足能效认证要求。

七、企业技术支撑

芯茂微为国内领先的 AC-DC 电源管理芯片设计企业，具备设计 - 研发 - 封测全链条能力：

产业布局：深圳总部、上海研发中心、长沙工程技术中心，以及湖南衡阳车规级封测厂，总投资 1.5 亿元，年产能 20 亿片；

产品矩阵：量产型号超 2000 款，覆盖 1W~20KW 功率范围，包含 PFC、LLC、同步整流、SiC 驱动等全拓扑芯片；

可靠性保障：自建可靠性实验室，可完成 HTRB、HTOL、HAST、PCT 等全项可靠性测试，产品通过车规级 AEC-Q100 认证验证；

技术服务：提供脱机编程工具、方案参考设计、量产调试支持，缩短客户开发周期。

八、适用场景

该 1KW SiC 金牌 ATX 电源方案可广泛应用于：

高端 AI 台式机、旗舰电竞主机供电；

小型服务器、工作站电源系统；

工业控制、高端桌面设备、工控主机供电；

需 80Plus 金牌认证的高性能 ATX 电源产品。

总结

芯茂微 1KW 碳化硅金牌 ATX 电源方案，基于全链路国产自研 AC-DC 芯片架构，通过 CCM PFC、电流模式 LLC、SiC 专用驱动、自适应同步整流等技术组合，实现了效率、动态响应、可靠性与量产性的协同优化。方案不仅突破传统硅基器件效率瓶颈，解决了 SiC 器件应用易损坏、驱动难匹配的行业痛点，同时凭借单面贴片工艺、全自研芯片供应链优势，降低了电源开发与量产成本。

该方案可为电源厂商提供高性能、高可靠、易落地的 1KW 级 ATX 电源参考设计，是高端桌面及小型服务器平台供电方案的优质选择。

审核编辑 黄宇