解決多種工業(yè)類LLC變換器應(yīng)用痛點!茂睿芯MK218X新品上市!

作者:

Meraki
時間:
2024-01-25

茂睿芯MK218X系列芯片是基于電壓模式的半橋LLC諧振控制器,相對于電流??刂?,其電壓模的純電壓環(huán)路控制會更加簡單、可靠,抗噪,在復(fù)雜多變的負載變化及較強的噪聲環(huán)境下,更適合工業(yè)、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用。


一、MK218X工作模式概述

MK218X擁有多種模態(tài)工作模式,可滿足不同負載下的能效設(shè)計要求。輕載下,將進入猝發(fā)模式,使得系統(tǒng)的損耗降至最低,最高可支持500kHz工作頻率;重載下,獨特的鋸齒波振蕩設(shè)計相較于傳統(tǒng)的三角波也使得上、下橋臂驅(qū)動更對稱;在啟動時,專有的PWM啟動序列,可以減小啟機時的開關(guān)器件應(yīng)力;在故障狀態(tài)時,擁有自恢復(fù)及鎖死兩種保護機制滿足客戶不同的設(shè)計需求。

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全套應(yīng)用方案(PFC+LLC+SR


MK218X系列芯片的最大支持工作電壓可達26V,其中MK2185的可調(diào)節(jié)死區(qū)時間從250ns到1us,具有高精度振蕩器有助于穩(wěn)定系統(tǒng)的工作頻率、提高控制精度、減少頻率漂移和噪聲,從而改善整個電路的性能和可靠性。

此外,此系列芯片具有最高可達500khz的工作頻率,使用BM模式工作,噪音更低,并具有獨特的啟動序列,可進一步減小開機應(yīng)力,同時具有不同版本的多樣化保護功能,包括鎖死以及自恢復(fù)等功能,能滿足不同系統(tǒng)的不同需求。


二、MK218X產(chǎn)品功能

  • 強抗干擾性,從容應(yīng)對系統(tǒng)雷擊浪涌測試

  • 高耐壓,耐高低溫,VCC可達26V

  • 增加死區(qū)時間可調(diào)功能

  • 差異化鋸齒波振蕩器

  • 調(diào)節(jié)burst?mode頻率,

    降低空載紋波和噪音

  • 可編程軟起動



1、 強抗干擾性,從容應(yīng)對系統(tǒng)雷擊浪涌測試

MK218X具有增強LINE、CSS、DELAY、DIS等引腳的抗干擾能力,其系統(tǒng)設(shè)計更容易滿足DM4KV、CM6KV設(shè)計,保障系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。

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雷擊浪涌下正常工作顯示圖


CH1 MOS VDS ?CH3 GATE ?CH4 iLr, DM雷擊信號進來后,系統(tǒng)母線電壓提升近100V,諧振腔電流增大,此時外干擾增大,芯片在此環(huán)境下依然正常運作。


2、高耐壓,耐高低溫,VCC可達26V

MK218X擁有寬泛的工作電壓 ,Vcc可達26Vmax,具有Vcc UVP及OVP保護、RF、DELAY等可耐8V max電壓工作。

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最大工作范圍表


3、增加死區(qū)時間可調(diào)功能

MK218X的可調(diào)死區(qū)時間為250ns到1us(僅限MK2185)。

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外置調(diào)整死區(qū)時間

DT PIN外設(shè)電阻,靈活設(shè)計可編程死區(qū)時間,可滿足不同場景的應(yīng)用需求。

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當R=18K時?

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當R=12.5K時


4、差異化鋸齒波振蕩器

MK218X系列具有高精度振蕩器,最高可支持500kHz工作頻率,其鋸齒波設(shè)計,能減小上、下橋臂驅(qū)動在應(yīng)用中的不對稱性。

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鋸齒波振蕩器示意圖


5、調(diào)節(jié)burst?mode頻率,降低空載紋波和噪音

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BM?in?頻率變化示意圖

進入burst mode時,頻率由高至低變化,能有效減少音頻噪聲。



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BM頻率可控示意圖


6、可編程軟起動

MK218X系列具有軟起電容可調(diào)節(jié)獨特的啟動序列,減小開機應(yīng)力。

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CSS軟起可調(diào)



MK218X系列可配置CSS電容調(diào)整軟起時間。

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啟動驅(qū)動發(fā)波序列


優(yōu)化后的啟機驅(qū)動序列,可進一步減小開機應(yīng)力。

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啟機驅(qū)動及諧振腔電流


多版本多樣化功能——鎖死及自恢復(fù),滿足系統(tǒng)不同需求。

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MK218X系列產(chǎn)品表


在茂睿芯MK218X系列芯片產(chǎn)品中,MK2185與MK2189這兩款芯片具有自動重啟的保護機制,而MK2187在遇到不可逆轉(zhuǎn)的狀態(tài)時會進入鎖定狀態(tài)以保證電源轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定。

MK2185采用不對稱的啟動模式,MK2187與MK2189采用的則是對稱的啟動模式,可以讓系統(tǒng)的各個參數(shù)或工作條件在啟動時會盡量保持一致,以確保系統(tǒng)在啟動階段具有更好的穩(wěn)定性和可控性。

MK2185具有可編程死區(qū)時間,允許用戶可以根據(jù)特定需求來調(diào)整死區(qū)時間的長度,以滿足不同的應(yīng)用需求。而MK2187與MK2189具有固定死區(qū)時間,可大大簡化電路控制和確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


三、240W高PF高效率DEMO展示

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240W系統(tǒng)demo頂層直觀圖

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240W系統(tǒng)demo底層直觀圖


茂睿芯240W系統(tǒng)的這款demo是由MK2562、MK2189、MK1620構(gòu)成,整體尺寸為L107*W70*H21 mm3,可輸入180-264Vac 50Hz,輸出為20V/12A,230V滿載效率94%,PF功率因數(shù)可達0.99。

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240W DEMO效率曲線


茂睿芯240W 系統(tǒng)demo在180V下的功率因素最高,而180V-264V在滿載效率下功率因素都可達0.98以上,180V更是可達0.99。

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240W DEMO 效率曲線


茂睿芯240W系統(tǒng)demo在180V-264V中的效率曲線非常接近,效率最高可超過94%。


四、應(yīng)用場景

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茂睿芯MK218X系列芯片作為一款半橋LLC諧振控制器,其簡單、可靠和抗噪的特點使其在各種負載和噪聲環(huán)境下表現(xiàn)卓越,適用于工業(yè)和通信等多種領(lǐng)域的應(yīng)用,為解決多種工業(yè)類LLC變換器應(yīng)用痛點而誕生!