发布时间：2021-11-23 阅读量：1161 来源: 芯源系统 发布人: wenwei
【导读】电子产品持续快速发展使高效电源设计的要求也不断提高。教科书中定义的高效转换电路已不能满足市场的实际需求，在额定工作条件下实现高效只是现代市场的其中一个要求。真正具有竞争力的电源设计必须在整个负载和工作电压范围内保持高效，包括在轻载和待机条件之下。
就这一点而言，主流能效监管机构（例如欧盟委员会、ErP / EuP Ready、80 Plus和能源之星）已经制定了产品功耗和效率的相关标准（见图1）。
图1: 主流能效监管机构
大多数标准都提出了在10％至100％额定负载电流范围内的平均效率要求，以及在空载或待机状态下允许的最大功耗要求。实际中，不同的细分市场通常会根据其最终应用做特定的要求。
以下为部分示例：
● 台式计算机通常需要在轻载下长时间运行，因此对它们在低于满载10％的负载条件下运行有特定的效率要求。针对特定的品牌和型号，要求也有所不同。
● 对电视电源来说，最重要的是待机模式下的效率。将一些基本的显示和遥控功能考虑进去，通常要求低于300mW的功耗。
● 电源适配器因为可以与负载完全断开，所以将空载功耗降至最低是最重要的。一些手机适配器的空载功耗甚至可以达到10mW以下。
不过，在产品级电源设计中，效率只是设计人员的多个性能考量和权衡因素之一。任何提高效率的尝试都必须考虑其对其他性能因素的影响，例如纹波、瞬态性能、噪声和EMI。在实际的产品设计过程中，这可能需要进行大量优化工作才能满足不同市场中不同项目的特定要求。
面对如此复杂和多样的需求，为不断更新换代的产品设计电源解决方案变得愈加困难。许多传统的模拟电源解决方案都不具备现代标准要求的灵活性和可调性，而充分利用数字多模式解决方案已成为实现高效电源设计的关键。
HR121x系列产品是MPS的第二代数字PFC + LLC集成控制器，它提供多种控制模式以及出色的设计灵活性，完全可以满足各种市场应用和功率水平的效率和性能需求（见图2） 。
图2: HR121x系列产品中HR1210的典型应用电路
HR121x系列产品集成了高压电流源、安全认证的X电容放电电路和高压PFC + LLC驱动电路。与竞争方案相比，其电路非常简单，几乎不需要外部组件。
另外，HR121x系列产品采用数模混合芯片设计，因此还继承了传统模拟芯片在某些方面的优势，如相应速度、实时峰值电流保护、容性保护、自动死区调节以及开关周期内的其他功能 。
HR121x的数字控制核心结合可重新编辑的存储器，为整体解决方案提供了极大的灵活性。通过UART通信端口配置，可以轻松控制PFC和LLC两级电路之间的协作、不同控制模式之间的切换、关键操作点的切换频率以及保护功能的阈值时间和恢复方法。因此，采用HR121x系列产品的电源设计能够在任意负载条件下灵活地适应不同应用的性能要求（见图3）。
图3: HR121x系列产品的PFC控制模式
HR121x系列产品的PFC控制部分可实现CCM和DCM混合模式运行：
● HR121x系列产品可以在重载条件下完全工作于CCM模式，以最大限度降低峰值电流。
● 在中等负载或高输入电压条件下，可在同一电源频率周期中采用CCM和DCM混合模式工作，以实现开关损耗和峰值电流的最佳平衡。
● 在轻载条件下，HR121x系列产品可以在低频DCM或可调突发模式下运行，以进一步降低开关损耗。
通过HR121x系列产品的内部数字寄存器可以调整不同模式的切换点，从而针对不同的输入电压和负载条件，对效率曲线的每一个部分进行优化。
HR121x系列产品的LLC控制部分采用高级电流模式，相比传统的电压模式，其稳定性和响应速度更佳。此外，HR121x器件根据负载条件分为三种不同的工作模式（参见图4）。
图4: HR121x的LLC控制模式
● 在重载条件下，采用连续谐振模式以确保零电压导通并最小化RMS电流。
● 如果设备在相对轻载条件下进入跳频模式，则会通过插入死区时间来降低等效开关频率，并避免切换到可闻频率范围内。
● 在极轻负载条件下可进入频率可调的突发模式，这样，在进一步降低开关损耗的同时，还可以通过频率控制来调节可闻噪声的影响。
同样，每种模式的切换点和工作状态也可以进行数字调整，以实现效率和可闻噪声之间的最佳平衡。
HR121x产品系列提供的出色解决方案可以满足当今许多应用的效率要求，同时还提供了一流的性能与集成度。 其数字内核为设计人员提供了进一步优化设计的灵活性，完全可以满足当今的电源效率标准，并应对下一代设备新要求所带来的挑战。
免责声明：本文为转载文章，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请联系小编进行处理。
推荐阅读：
在模拟电子系统中，可变增益放大器是实现动态信号调理的核心模块。本实验聚焦运算放大器拓展应用，通过晶体管压控切换与电位计阻值调节两种方法构建可变增益放大器。采用ADALM2000模块搭建实验平台，结合OP97运放、2N3904晶体管及可调电阻网络，探究增益动态控制机制。通过方波驱动晶体管实现增益阶跃切换，以及电位计连续调节反相/同相放大倍数，验证压控与手动增益调节的电路特性，为音频压缩、通信调制等应用提供硬件设计基础。
随着数字计算器件（如FPGA、处理器及ASIC）的工艺技术不断微缩至纳米级别，其内核电压持续降低至1V以下，电源容差窗口已缩减至±3%甚至更小。这一趋势对电源的精准性提出了严苛挑战：传统开关稳压器的输出误差可能导致内核电压偏离安全范围，进而引发器件故障或永久性损坏。本文聚焦高精度窗口电压监控器的核心作用，通过量化分析其阈值精度对电源窗口的影响，提出优化策略，确保低电压器件在严格容差范围内稳定运行，同时最大化电源输出性能。
晶振是电子设备中的关键元件，为各类电子产品提供稳定的时钟信号。了解晶振的主要参数能够更好地了解晶振性能以及如何根据参数选择合适的晶振。
随着四足机器人（机器狗）在高动态运动与复杂环境作业中的突破性进展，其核心控制系统对时钟信号精度的需求已迈向“微秒级”挑战。以宇树科技Unitree B2-W为代表的轮足式机器狗，通过空翻、抗冲击越野等高难度动作验证了机器人技术的飞跃，而支撑其精准运动控制、多传感器协同及稳定通信的核心，正是晶振提供的精密时钟基准。面对户外温差（-40℃~85℃）、振动干扰及多模块同步需求，YXC针对性推出TCXO温补晶振解决方案——包括通用型YSO510TP（±2.5PPM稳定性）、可编程YSO511PJ（10-250MHz全频段覆盖）及超精密YSO512ET（±0.1PPM工业级精度），配合小至1.6×1.0mm的32.768KHz微型谐振器，为机器狗的全场景应用构建从基础时序到高速通信的完整时钟链，驱动智能机器人突破物理环境限制。
随着PCIe 5.0技术在高性能计算、数据中心及AI应用中的普及，其单通道32 GT/s的超高速率对参考时钟性能提出了前所未有的挑战。PCIe 6.0虽进一步将速率提升至64 GT/s并引入PAM4调制技术，但其底层稳定性仍依赖于高精度时钟信号的同步与纠错能力。在此背景下，YXC推出的HCSL输出差分晶振（如YSO230LR/YSO231LJ系列）以超低相位抖动（0.05ps RMS）、±25ppm全温区频差精度及2.5×2.0mm微型封装，成为PCIe 5.0参考时钟设计的核心解决方案，精准解决高速信号同步、多设备协同及噪声抑制等关键技术瓶颈，助力新一代硬件突破性能边界。
