【導讀】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(zhuān)用于滿(mǎn)足快充適配器市場(chǎng)的電源需求。為精簡(jiǎn)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 的高壓驅動(dòng)電路。此外，它無(wú)需電容電阻，當交流輸入處于壓降狀態(tài)時(shí)，高壓電流源可以作為 X 電容放電器工作。
HR1211可通過(guò) UART 接口進(jìn)行配置，其內部節能技術(shù)可在整個(gè)工作電壓范圍內優(yōu)化效率。該器件的 PFC 控制器采用專(zhuān)利數字電流控制系統，以支持連續導通模式 (CCM) 和斷續導通模式 (DCM)的混合工作。圖 1 顯示了HR1211的典型應用電路。
圖1: HR1211典型應用電路
在100W 大功率適配器越來(lái)越流行的趨勢之下，HR1211恰逢其時(shí)。該產(chǎn)品還斬獲了21IC中國電子網(wǎng)TOP10 POWER電源產(chǎn)品獎之“最佳應用獎”。
HR1211 產(chǎn)品特性
HR1211的CCM 和 DCM 混合模式使控制器可以應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(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現更高效率。此外，LLC 級采用電流模式控制，可以提升穩定性并實(shí)現快速響應。
HR1211提供了強大的保護功能，包括過(guò)溫關(guān)斷保護、PFC 開(kāi)環(huán)保護 (OLP)、過(guò)壓保護 (OVP)、過(guò)流限制 (OCL)、LLC 過(guò)流保護 (OCP)、SO 引腳保護和過(guò)功率保護 ( OPP）。
HR1211還具備高度的靈活性，其數字控制內核可與多次可編程 (MTP) 存儲器相結合，重寫(xiě)次數多達 1,000 次。HR1211的主要功能均可通過(guò)UART 通信端口在圖形用戶(hù)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的電源可適應不同應用與設計的性能要求。這種獨特的數字控制解決方案靈活性高，可以簡(jiǎn)化100W 至 200W 的電源設計。HR1211尤其適用于筆記本電腦、氮化鎵（GaN） 快速充電器、電動(dòng)自行車(chē)充電器、臺式機電源、路燈和電視。
如今共享電動(dòng)車(chē)越來(lái)越受歡迎，圖 3 顯示了一款600W 電池充電解決方案的參考設計，這種簡(jiǎn)單的設計尤其適用于電動(dòng)自行車(chē)。該設計采用了如下MPS 產(chǎn)品：HR1211、固定頻率反激式穩壓器HF500-15、同步整流器 (SR) 控制器MP6925A以及低壓差 (LDO) 穩壓器MP2009。
圖 3：采用HR1211實(shí)現的 600W 電動(dòng)自行車(chē)充電解決方案
多端口快充解決方案的挑戰
HR1211可以同時(shí)為筆記本電腦、手機、平板電腦和手持設備充電，而且兼具出色的用戶(hù)體驗。然而，當多個(gè)端口同時(shí)連接時(shí)，單個(gè)端口的最大輸出功率會(huì )低于65W或45W，因而無(wú)法滿(mǎn)足20V/5A的充電需求。
為緩解這個(gè)問(wèn)題，Innosecco 開(kāi)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動(dòng)器，并提供 175μA 的低靜態(tài)電流，而且同時(shí)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相結合得到的整體解決方案可以實(shí)現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果，其峰值效率高達 96.5%，平均效率也超過(guò) 93%。HR1211在提高最大輸出功率的同時(shí)有效地提升了效率。
圖 5：PFC + LLC 效率曲線(xiàn)
結論
本文討論了熱門(mén)產(chǎn)品HR1211的特性，它靈活性高、穩定性高，而且具備快速瞬態(tài)響應。通過(guò)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(guò)程中速度降低的挑戰。MPS 將繼續以尖端的電源解決方案引領(lǐng)市場(chǎng)，滿(mǎn)足消費者對更高功率和更高效率的需求。
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