AN145 -多模式PFC +电流模式LLC控制器

图1:HR1211框图

2.典型应用电路

图2:典型应用电路

3.电源功能

HR1211的电源部分包括用于启动IC的高压电流源(HVCS)，用于为栅极驱动器供电的VREG稳压器，以及用于为数字核心供电的3.3V稳压器。的HR1211具有监控电路和保护电路，使集成电路更加坚固。

3.2.1为VCC提供外部电压

外部电压可以是备用电源，也可以是直流电源。一般VCC电压应在V以上_CCUVP2．当HVCS为VCC充电时，为了使IC正常上电，必须添加一个二极管以隔离备用电源与VCC(见图7)。

图7:为VCC供电

3.2.2用LLC辅助绕组供电VCC

对于非备用应用，VCC由LLC辅188比分直播吧助绕组提供，以提高效率。图8显示了两种类型的辅助绕组配置:半波整流器和全波整流器。通常，全波整流器具有更高的效率，如果两个绕组的匝数相同，则产生更大的VCC，从而在轻负载下提高效率。然而，全波整流器需要另一个绕组和整流二极管，这增加了成本。

图8:用LLC辅助绕组为VCC供电

3.2.3 VCC电流

VCC所消耗的电流包括V3.3电流、VREG电流和内部电路的偏置电流。总电流就是这三个电流的和。

在t0到t2的时间内，V3.3开启前，VCC的电流约为200µs。在V3.3使能和IC使能之前的时间内(t₂t_3.和t₇t₉)时，VCC电流为I_{CC_START1}．IC使能后，VCC电流为I_CC(也不)在正常的操作和我_{CC_BURST}处于爆发模式。

4.3 PFC输出调节

PFC输出电压VBUS由数字PI回路调节。如果R的精度_出1和R_OUT2图13中为1%，考虑到ADC的精度约为0.6%，VBUS的精度在2.5%以内。

为了优化PFC的效率，HR1211可以在不同的输入电压和输出负载条件下自动调节输出电压。例如，当输入电压较低时，可以将输出电压设置为较低。图24显示了如何配置一些参数。

图24:输出调压GUI界面

4.4 PFC突发工作

当输出负载降低时，PFC变换器以突发模式运行。进入突发模式的水平是可编程的，并使用V的百分比来设置_{COMP_FULL}．

4.7 PF补偿

为了满足EMI的要求，通常在L线和N线之间连接一个x盖，还有一个高压电容器连接到桥式二极管的输出端，始终与高压盖并联。如图32所示，输入电流会发生畸变，漂移到电感电流的前面。通过C的电流_Z(x -帽加上桥接后高压帽)可由式(36)计算:

$ $ i_ {C_Z} (t) = C_ {Z} \压裂{dV_{在}(t)} {dt} = 2 f{线}\乘以π\ \ \乘以C_Z \ \倍根号2 v_ {in_ {rms}} \ * cos(2 \ \π\乘以f{线}\ * t) $ $

f_行为输入电压的频率。

图32:输入电流，C1电流和电感电流的关系

该电流导致输入电流在轻负载时发生相移，使功率因数和THD恶化。的HR1211实现了一个数字三角波来补偿I_CZ(参见图34)。

图34:三角波补偿

4.10可编程数字滤波器

4.10.1当前感知滤波器

的HR1211内部实现两个可编程数字滤波器(csp滤波器和td滤波器)，提高抗干扰性。

csp过滤器和td过滤器都是二阶过滤器，可以通过GUI进行配置(参见图42)。当按钮设置为“ON”时，过滤功能启用，当按钮设置为“OFF”时，过滤功能禁用。每个阶滤波器有15级带宽，可根据实际应用灵活选择。188比分直播吧

图42:可编程数字滤波器参数

4.10.2电压检测滤波器

为了提高PFC输出电压感测的抗干扰能力，采用了HR1211实现了FBP传感的可编程滤波器。数字滤波器的截止频率有三电平可编程。与电压传感滤波器，电容器(C_3.与R平行_out2可以减小，这样可以提高动态响应，提高过电压保护的精度。

5.Hb共振功能

半桥谐振变换器(LLC)可以利用零电压开关(ZVS)实现高效率。HR1211采用专利电流模式控制方法的LLC转换器。

5.1电流模式控制

图45显示了通过感知CR和FBL电压来决定LLC开关频率的LLC电流模式控制策略。

图45:LLC当前模式控制策略

5.2 LLC运营模式控制策略

对于hbllc拓扑，轻载时开关频率升高，导致磁化强度增大，开关损耗增大。为了控制输出电压和限制功率消耗，HR1211在轻负载下实现了跳过模式操作，在极轻负载下实现了突发模式操作，这大大降低了平均开关频率，从而减少了磁损耗。

5.2.2突发模式操作

当负载变得更轻时，为了进一步限制平均开关频率，将在跳过模式中插入更长的开关空闲时间，这被称为突发模式操作。

5.2.2.2超低功耗模式

为了进一步降低IC功耗，HR1211在突发断开期间实现了超低功耗模式(PFC和LLC都进入突发模式)。在超低功耗模式下，系统时钟减少到1/10，一些内部偏置电流关闭。总IC消耗减少到I_{CC_BRUST}(通常是1.8 ma)。

5.4自适应死区调整(ADTA)

自适应死区时间控制功能自动调整死区时间，使LLC变流器由于零电压而实现从轻负荷到满负荷的高效率。

图59说明了使用ADTA逻辑可能的死时间。注意，有三种可能的失效时间:最小失效时间(t_DMIN)，最大死区时间(t_距离)和调整后的死时间，该值介于t之间_DMIN和t_距离．当SW的转变时间小于t时_DMIN，逻辑阻止HG或LG的门直到t_DMIN是达到了。这可以避免高侧和低侧MOSFET的任何射穿。如果死区时间过长，可能会导致占空比损失和软开关损失。设置最大死区时间tDMAX，迫使栅极开启。两个t_DMIN和t_距离可在GUI中编程。

图59:波形演示ADTA

5.5坡度补偿函数

为使电流模式控制稳定，采用数字4位可编程斜率电压V_{CR_SLOPE}在感应电压V_CR产生V_CS(参见图60)。

图60:斜率补偿波形

5.7 LLC谐振罐参数设计

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8.布局

本节描述在布局中路由和放置关键组件的关键注意事项。

图74为单层单板的GND连接示例。将PGND和GNDD连接在IC下，使接地面积尽可能大，然后直接连接到母线电容器的负极上。

图74:布局示例

9.设计实例

EVB设计用于验证和评估HR1211的性能。有关EVB的详细信息，请参见EVB数据表。9.2 EVB

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