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在 100W~500W 中大功率電源設(shè)計(jì)中，PFC+LLC 兩級(jí)架構(gòu) 早已成為 TV 電源、LED 照明、PC 電源等領(lǐng)域的主流方案。但傳統(tǒng)方案需要兩顆獨(dú)立芯片（一顆 PFC 控制器 + 一顆 LLC 控制器），外圍電路復(fù)雜、PCB 面積大、成本居高不下。
今天給大家介紹一款國(guó)產(chǎn)重磅芯片——LP9962AA，單芯片集成了 CCM-PFC 控制器 + 高壓半橋 LLC 驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置 600V 高壓?jiǎn)?dòng)、X 電容放電、自適應(yīng)死區(qū)控制，一顆芯片就能搞定完整的 PFC+LLC 兩級(jí)電源，外圍極簡(jiǎn)，效率極高。
LP9962AA 是一款 全集成 PFC 和高壓半橋驅(qū)動(dòng)的 LLC 諧振控制器，采用 SOP-20 封裝。它的核心亮點(diǎn)可以概括為四個(gè)字：高集成、高效率、高可靠、低待機(jī)。
| 特性 | 規(guī)格 |
|---|---|
| 封裝 | SOP-20L |
| 高壓驅(qū)動(dòng) | 內(nèi)置 600V 高壓半橋驅(qū)動(dòng)（HO/HS/LO/HB） |
| PFC 控制 | CCM 平均電流模式，65kHz 最大頻率 |
| LLC 控制 | 模擬雙向電流混合模式，35kHz~1MHz |
| 啟動(dòng)方式 | 內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)，無(wú)需外部啟動(dòng)電阻 |
| 待機(jī)功耗 | 特有突發(fā)模式，空載待機(jī)極低 |
| 保護(hù)功能 | OVP/UVP/OCP/OTP/容性區(qū)保護(hù)/短路保護(hù) |
| X 電容放電 | 內(nèi)置，符合安規(guī)要求 |
| 對(duì)比項(xiàng) | 傳統(tǒng)分立方案 | LP9962AA 單芯片方案 |
|---|---|---|
| 芯片數(shù)量 | 2 顆（PFC + LLC） | 1 顆 |
| 高壓?jiǎn)?dòng)電路 | 需外部電阻+穩(wěn)壓管 | 內(nèi)置 |
| 半橋驅(qū)動(dòng) | 需外部驅(qū)動(dòng)芯片或光耦隔離 | 內(nèi)置 600V 驅(qū)動(dòng) |
| X 電容放電 | 需額外放電電阻或芯片 | 內(nèi)置 |
| 死區(qū)控制 | 需外部 RC 延時(shí) | 自適應(yīng)死區(qū) |
| PCB 面積 | 較大 | 縮小 30% 以上 |
| BOM 成本 | 較高 | 降低 20% 以上 |
LP9962AA 采用 SOP-20 封裝，20 個(gè)引腳各司其職，覆蓋 PFC 控制、LLC 控制、高壓驅(qū)動(dòng)、保護(hù)檢測(cè)等全部功能。
| 管腳 | 名稱(chēng) | 功能 |
|---|---|---|
| 1 | HV | 高壓?jiǎn)?dòng)腳，連接內(nèi)部高壓管，實(shí)現(xiàn)高壓?jiǎn)?dòng)、AC 電壓檢測(cè)、X 電容放電 |
| 3 | VCC | 芯片供電電源，典型工作范圍 12~23V |
| 4 | BO | PFC 輸出電壓反饋，同時(shí)也是 LLC 輸入電壓檢測(cè) |
| 5 | FB | LLC 光耦反饋輸入，檢測(cè)表征輸出功率的光耦電流 |
| 6 | ISNS | LLC 諧振電流檢測(cè)，通過(guò)微分器檢測(cè)諧振電流 |
| 7 | VSNS | LLC 諧振電容電壓分壓檢測(cè) |
| 8 | DET | LLC 輸出電壓檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)、恒流功能 |
| 9 | PFCCS | PFC 電流采樣，提供過(guò)流保護(hù)、過(guò)功率限制 |
| 10 | PFCCTRL | PFC 環(huán)路補(bǔ)償腳，外接 RC 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) |
| 11 | PFCVM | PFC 乘法器輸出，外接電阻設(shè)置輸入阻抗 |
| 12 | LL/SS | LLC 軟啟動(dòng)/突發(fā)模式閾值設(shè)置 |
| 14 | PFCDRV | PFC 功率 MOS 驅(qū)動(dòng)輸出 |
| 15 | RVCC | 內(nèi)部 LDO 輸出，為 LLC 低壓端和 PFC 驅(qū)動(dòng)供電 |
| 16 | LO | LLC 低壓端驅(qū)動(dòng)輸出 |
| 18 | HB | LLC 高壓端自舉電源 |
| 19 | HO | LLC 高壓端驅(qū)動(dòng)輸出 |
| 20 | HS | LLC 高壓端浮地 |
LP9962AA 內(nèi)部集成了完整的 PFC 控制單元、LLC 控制單元、高壓驅(qū)動(dòng)單元和保護(hù)邏輯，是一顆真正意義上的 "片上電源系統(tǒng)"。
1. 模擬雙向電流混合控制（LLC 部分）
傳統(tǒng) LLC 采用電壓模式或電流模式控制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。LP9962AA 采用 模擬雙向電流混合模式：
通過(guò)對(duì)諧振電容電壓分壓波形疊加固定電流充放電斜波
實(shí)現(xiàn)電流雙向檢測(cè)，精準(zhǔn)判斷諧振電流極性
既保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，又極大改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)
支持 35kHz~1MHz 寬頻率范圍，適配各種變壓器設(shè)計(jì)
2. CCM 平均電流模式 PFC（PFC 部分）
PFC 采用 CCM（連續(xù)導(dǎo)通模式）平均電流控制：
電感電流連續(xù)，紋波小，EMI 更易處理
內(nèi)置乘法器實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)（PF > 0.95）
支持 跟隨升壓模式（Follower Boost）：PFC 輸出電壓隨輸入電壓和負(fù)載自適應(yīng)調(diào)整，降低開(kāi)關(guān)損耗
快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)：輸出欠壓時(shí)注入 200μA 加速電流，避免 undershoot
3. 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制
LLC 半橋驅(qū)動(dòng)最怕硬開(kāi)關(guān)。LP9962AA 通過(guò)檢測(cè)半橋中點(diǎn)（HB-HS）的電壓斜率（dV/dt），自適應(yīng)調(diào)整死區(qū)時(shí)間：
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓端和低壓端 MOS 的開(kāi)關(guān)過(guò)程
只有當(dāng)體二極管導(dǎo)通后才允許下一個(gè) MOS 開(kāi)啟
確保零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS），提升效率，降低 EMI
LP9962AA 的典型應(yīng)用電路展示了完整的 PFC+LLC 兩級(jí)架構(gòu)：
PFC 級(jí)：
前端整流后，LPFC 電感 + PFC MOS + PFC 二極管構(gòu)成 Boost 拓?fù)?br/> RSENSE 采樣電阻檢測(cè)電感電流，連接 PFCCS 腳
BO 腳通過(guò)分壓電阻采樣 PFC 輸出電壓（母線電壓）
LLC 級(jí)：
半橋驅(qū)動(dòng) HO/LO 控制兩個(gè)高壓 MOS
諧振網(wǎng)絡(luò)由 Lr（諧振電感）、Cr（諧振電容）、Lm（變壓器勵(lì)磁電感）組成
ISNS 腳通過(guò) RISNS + CISNS 微分器檢測(cè)諧振電容電流
VSNS 腳通過(guò) C1/C2 電容分壓檢測(cè)諧振電容電壓
DET 腳通過(guò)輔助繞組分壓檢測(cè)輸出電壓，實(shí)現(xiàn) OVP
反饋環(huán)路：
輸出端光耦連接 FB 腳，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制
FB 電流越大，表示負(fù)載越重，芯片提高開(kāi)關(guān)頻率
VCC 旁路：除儲(chǔ)能電解電容外，VCC 腳就近放置 2.2μF 陶瓷電容
RVCC 旁路：4.7μF + 0.1μF 陶瓷電容，盡量靠近 RVCC 腳
VSNS/ISNS：使用 C0G/NP0 陶瓷電容或薄膜電容，保證低失真
FB 走線：盡量短，遠(yuǎn)離高壓開(kāi)關(guān)噪聲
BO/DET/ISNS 濾波電容：盡量靠近對(duì)應(yīng)引腳
HV 腳：串聯(lián) 5kΩ 電阻限流，不要在 HV 地腳放置電容（寄生電容 < 60pF）
高壓間隙：保持足夠的高壓安全間距
GND 覆銅：大面積覆銅，提供良好散熱和屏蔽
LP9962AA 適用于以下中大功率電源場(chǎng)景：
| 應(yīng)用 | 功率范圍 | 特點(diǎn) |
|---|---|---|
| TV 開(kāi)關(guān)電源 | 100W~300W | 高效率、低待機(jī)、符合能效標(biāo)準(zhǔn) |
| LED 照明電源 | 100W~500W | 恒流恒壓、長(zhǎng)壽命、高 PF |
| AC-DC 適配器 | 100W~240W | 小體積、高功率密度 |
| PC 電源適配器 | 150W~500W | 高可靠性、低紋波 |
| 工業(yè)電源 | 200W~500W | 寬電壓輸入、全保護(hù) |
LP9962AA 是國(guó)產(chǎn)電源芯片的一次重要突破，單芯片實(shí)現(xiàn) PFC+LLC+高壓驅(qū)動(dòng)，將原本需要多顆芯片和復(fù)雜外圍的電路，精簡(jiǎn)到一顆 SOP-20 芯片搞定：
省芯片：1 顆替代傳統(tǒng) 2 顆
省外圍：內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)、X 電容放電、自舉二極管
省面積：PCB 縮小 30% 以上
提效率：自適應(yīng)死區(qū)、突發(fā)模式、CCM PFC
高可靠：完善的保護(hù)機(jī)制，容性區(qū)保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等
對(duì)于 100W~500W 中大功率電源設(shè)計(jì)，LP9962AA 提供了一個(gè)高性?xún)r(jià)比、高集成度、高性能的解決方案，值得電源工程師重點(diǎn)關(guān)注。
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