百瓦以上快充为何选择LLC架构

电子发烧友网报道(文/李诚)“充电五分钟,通话两小时”这句广告语可能是很多人对快充最开始的认识,在以前很多手机厂商为实现手机长时间续航,只会一味地增加手机电池容量,电池容量的增加,在重量与手机的厚度上都会有一定的增加,和原本发明手机时轻便的宗旨背道而驰,直到2010年,USB BC 1.2的颁布充电器由5V/1A提升到5V/1.5A(最大输出功率:7.5W),开始进入快充时代。
随着手机性能的不断提升,功耗也在变高,用户对提升快充功率的需求愈发强烈,快充市场逐渐火热起来。

百瓦以上快充为何选择LLC架构

现在市场上快充的主要输出功率在18W~120W之间,据公开信息显示,近七成以上的充电器采用QR的电路架构。由于用户对高功率充电器的追求,QR式架构(准谐振)已不能满足百瓦以上大功率、高功率密度需求,准谐振只参与能量转换的某一阶段,且所有输出电压范围内不可实现全软开关。而LLC架构能够在全负载范围内实现软开关,降低开关损耗,满足大功率、高功率密度需求。
软开关是在零电压或零电流下实现导通或关断,软开关能解决硬开关的开关损耗、容性开通、感性关断、二极管反向恢复等问题,并能有效降低EMI,从而实现高频化、高功率密度。软开关技术对功率器件高频化至关重要。
LLC谐振电路主要分为:全桥谐振和半桥谐振。全桥和半桥电路是以原边开关管数量区分的,原边由4个开关管排成H型的是全桥谐振电路,在原边部分只有全桥一半的是半桥谐振电路。副边是整流电路部分,整流电路可分为同步整流和不可控整流。同步整流是指,通过内置二极管的MOS管替代二极管。由于二极管具有导通压降,导通压降会随着电流增大而增大。因MOS管的导通电阻较低,导通压降也很小。同步整流电路能有效降低二极管损耗,提高电源转换效率。
总体来说,LLC架构能够在宽负载范围内实现零电压导通或关断。在输入电压和负载范围变化较大的情况下调节输出,开关频率变化不大。对频率进行控制,上、下管占空比相同(都是50%),减小次级同步整流MOSFET的电压应力。可以采用更低的电压MOSFET及无需输出电感,可以进一步降低系统成本。采用更低电压的同步整流MOSFET,可有效提升效率。

LLC架构的120W快充实例

全球首款120W氮化镓充电器——倍思120W氮化镓快充
(图片来源:倍思官网)
倍思120W氮化镓快充主控芯片采用的是安森美NCP13992,NCP13992是一种用于板桥LLC的高性能电流模式控制器。该控制器实现了600V门驱动程序,简化了布局,减少了外部组件的数量。
(基于LLC架构的NCP13992电路拓扑 图片来源:安森美官网)
LLC架构在频率、损耗、功率密度方面都具有较高的优势,但是由于输入与输出范围较小的原因,该架构在快充领域未能得到广泛应用,伴随着安森美NCP13992的推出,使LLC架构能够在百瓦快充电路架构上普及,该芯片具有一个专门的输出来驱动 PFC 控制器。此功能结合专门的无噪声跳过模式技术进一步提高了整个应用的轻负载能效。

总结

LLC采用电流模式控制,可获得更好的瞬态和稳定性,同时提升了轻载状态下的性能。GaN与LLC架构的结合在相同输出功率的情况下,比其他架构的功率密度更大、体积更小。百瓦以上快充采用LLC架构更为合适。
(0)

相关推荐

  • ETA8047详情资料

    深圳市尊信电子技术有限公司 唐名江 18228600893 WX:tmj8213  你还在为PD方案寻找宽电压范围的AC/DC芯片而烦恼吗?现在不用发愁,钰泰科技重磅推出业界首颗超宽电压工作范围,准谐 ...

  • LLC开关电源详细工作过程

    LLC工作过程详述 1 简述 2 主拓扑 3 具体工作过程 3.1 f s f_{s} fs> f r f_{r} fr时工作过程 3.1 f r 1 < f s < f r f_{ ...

  • 学术简报︱一种电流型高增益双向DC-DC变换器

    摘要 电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学)的研究人员齐磊.杨亚永.孙孝峰.李昕,在2019年第18期<电工技术学报>上撰文指出,高增益双向DC-DC变换器作为连接低压储能单元 ...

  • LLC谐振电路(三)电路结构原理

    1.1 电路结构:  1.2 两个谐振频率: 带负载时Lp两端的电压被钳位,此时Lp不起作用,此时的谐振频率为: 空载的时候,Lp正常,此时的谐振频率为:  1.3谐振网络工作过程: 提高开关电源效率 ...

  • NXP推出二合一LLC控制器,百瓦大功率快充专用

    充电头网近日了解到,NXP恩智浦推出了一款LLC和PFC二合一控制器TEA2016AAT,非常适合大功率.高密度快充电源产品的开发,目前已并被MOMAX 100W氮化镓快充和REMAX 100W氮化镓 ...

  • 有机情|iQOO双机亮相,百瓦级快充即将全面爆发

    按照手机圈的惯例,在忙碌了一整个春天的手机厂商,往往会在夏季短暂休整并进行各类促销活动,以迎接手机圈的传统旺季"秋季档".不过由于今年的特殊情况,为了尽可能多的吸引消费者,手机厂商 ...

  • 百瓦级快充方案来袭,会改变的不只是使用习惯

    在今年早些时候,们三易生活就曾预言,2020年底智能手机在性价比.顶级拍照.游戏性能,以及显示效果等方面,还将迎来一波新的突破,届时市场竞争也将有望达到最激烈的程度,而对于消费者来说,这必然将会是最适 ...

  • 在2021年,百瓦级快充将成为5G旗舰手机的标配

    2020年是5G普及的关键之年,高速的5G网络虽然能够带来前所未有的网络体验,但由于5G基带的加入,相比以往的4G手机,5G手机的功耗增大不少,这就不免让人想到5G手机最大的痛点--续航,所以充电的重 ...

  • OPPO和vivo都开始发布100瓦以上快充了,你觉得苹果会不会发布?

    OPPO都发布的125W闪充,苹果会不会发布大功率手机快充? 苹果这个吝啬鬼能舍得给用大功率手机快充才怪呢,你看看在iPhone11方面就能验证,只有高端手机才配备,iPhone11压根没有.如果要要 ...

  • 多极耳电芯工艺有啥用?荣耀50 Pro百瓦单电芯快充全靠它

    快科技 2021/06/30 18:12 因为5G这个耗电大户的存在,5G时代许多手机都存在续航堪忧的问题.因此,大电池和快充在5G时代可谓必不可少.目前,快充功率最高甚至可达百瓦左右,只需要20分钟 ...

  • 除了高性能,骁龙875还可能带来百瓦快充的普及

    如果在2019年底问一位路人,"5G手机有什么缺点",Ta首先想到的可能会是高高在上的价格.但如果在一年后的现在,再次问出这个问题,那么相信绝许多已经用上了5G机型的用户都会告诉你 ...

  • 百瓦快充时代,为何超大电池的慢充设计仍有意义?

    稍有玩机经验的手朋友可能会知道,TENAA(电信设备进网管理)是个非常"神奇"的网站.这不仅因为它至今保持着相当于上个世纪90年代的排版,更重要的是在这个网站上,我们经常可以看到很 ...

  • 据爆料:这三款5G手机都将支持百瓦快充,在你心中最喜欢哪款?

    无论有线还是无线快充,都是今年各品牌手机的技术重点.5G通信的到来为手机续航带来了前所未有的挑战,为了优化用户的充电体验,各手机品牌厂商可以说是开源节流各显神通.在增大电池容量和手机轻薄.重量出现难以 ...