HR1211助力實現(xiàn)多端口快充解決方案

簡介

HR1211是一款集成 PFC 和電流模式 LLC 的多模式控制器解決方案，專用于滿足快充適配器市場的電源需求。為精簡外圍電路，HR1211中集成了高壓電流源、經(jīng)安全認證的 X 電容放電電路以及用于 PFC 和 LLC 的高壓驅(qū)動電路。此外，它無需電容電阻，當(dāng)交流輸入處于壓降狀態(tài)時，高壓電流源可以作為 X 電容放電器工作。

HR1211可通過 UART 接口進行配置，其內(nèi)部節(jié)能技術(shù)可在整個工作電壓范圍內(nèi)優(yōu)化效率。該器件的 PFC 控制器采用數(shù)字電流控制系統(tǒng)，以支持連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 和斷續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM)的混合工作。圖 1 顯示了HR1211的典型應(yīng)用電路。

圖1: HR1211典型應(yīng)用電路

在100W 大功率適配器越來越流行的趨勢之下，HR1211恰逢其時。該產(chǎn)品還斬獲了21IC中國電子網(wǎng)TOP10 POWER電源產(chǎn)品獎之“最佳應(yīng)用獎”。

HR1211 產(chǎn)品特性

HR1211的CCM 和 DCM 混合模式使控制器可以應(yīng)用于更寬的負載范圍。在重載條件下，CCM 可以降低峰值 MOSFET 電流；在輕載條件下，DCM 可以降低開關(guān)頻率以實現(xiàn)更高效率。此外，LLC 級采用電流模式控制，可以提升穩(wěn)定性并實現(xiàn)快速響應(yīng)。

HR1211提供了強大的保護功能，包括過溫關(guān)斷保護、PFC 開環(huán)保護 (OLP)、過壓保護 (OVP)、過流限制 (OCL)、LLC 過流保護 (OCP)、SO 引腳保護和過功率保護 ( OPP）。

HR1211還具備高度的靈活性，其數(shù)字控制內(nèi)核可與多次可編程 (MTP) 存儲器相結(jié)合，重寫次數(shù)多達 1,000 次。HR1211的主要功能均可通過UART 通信端口在圖形用戶界面（GUI）上自由配置 ，包括PFC 和 LLC 兩級電路、不同控制模式之間的切換、切換頻率、保護閾值以及保護功能的恢復(fù)方法等。圖 2 所示為 HR1211 的 GUI界面。

圖2: HR1211的 GUI界面

采用HR1211的電源可適應(yīng)不同應(yīng)用與設(shè)計的性能要求。這種獨特的數(shù)字控制解決方案靈活性高，可以簡化100W 至 200W 的電源設(shè)計。HR1211尤其適用于筆記本電腦、氮化鎵（GaN） 快速充電器、電動自行車充電器、臺式機電源、路燈和電視。

如今共享電動車越來越受歡迎，圖 3 顯示了一款600W 電池充電解決方案的參考設(shè)計，這種簡單的設(shè)計尤其適用于電動自行車。該設(shè)計采用了如下MPS 產(chǎn)品：HR1211、固定頻率反激式穩(wěn)壓器高頻500-15、同步整流器 (SR) 控制器MP6925A以及低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器MP2009。

圖 3：采用HR1211實現(xiàn)的 600W 電動自行車充電解決方案

多端口快充解決方案的挑戰(zhàn)

HR1211可以同時為筆記本電腦、手機、平板電腦和手持設(shè)備充電，而且兼具出色的用戶體驗。然而，當(dāng)多個端口同時連接時，單個端口的最大輸出功率會低于65W或45W，因而無法滿足20V/5A的充電需求。

為緩解這個問題，Innosecco 開發(fā)出搭配HR1211和MP6924的 200W、高功率密度、氮化鎵多端口快充解決方案。

MP6924是一款雙口快速關(guān)斷智能整流器，適用于 LLC 諧振變換器中的 SR。它可以在輕載條件下鎖定柵極驅(qū)動器，并提供 175μA 的低靜態(tài)電流，而且同時支持 CCM 和 DCM 模式運行。

圖 4 所示為MP6924的功能框圖。

圖 4：MP6924 功能框圖

將 Innosecco GaN 器件（INN650D150A 和 INN650D260A）與HR1211 、MP6924相結(jié)合得到的整體解決方案可以實現(xiàn)超高功率密度和出色的效率。其布局尺寸為75mmx75mmx23.5mm，最高功率密度達到24W/in3.

圖 5 顯示了該解決方案的測試結(jié)果，其峰值效率高達 96.5%，平均效率也超過 93%。HR1211在提高最大輸出功率的同時有效地提升了效率。

圖 5：PFC + LLC 效率曲線

結(jié)論

本文討論了熱門產(chǎn)品HR1211的特性，它靈活性高、穩(wěn)定性高，而且具備快速瞬態(tài)響應(yīng)。通過分析搭配HR1211 和 MP6924的Innosecco 200W 快充解決方案，我們可以了解該方案如何解決多端口快充過程中速度降低的挑戰(zhàn)。MPS 將繼續(xù)以尖端的電源解決方案引領(lǐng)市場，滿足消費者對更高功率和更高效率的需求。

審核編輯：湯梓紅