揭秘MPS在 AC/DC 方面的实力

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行业新闻

信息来源：本站 | 发布日期： 2021-09-11 | 浏览量：

关键词：MPS, AC/DC ,DC/DC,开关电源

开关电源在80年代替代线性电源之后，电源效率得到了极大的提升，尺寸也大大减小。现代开关电源有两种：AC/DC和DC/DC。就这两者的发展情况而言，DC/DC应用场景相对广泛，因此，DC/DC市场玩家的发展也受到了业界的瞩目。

其中，MPS也是DC/DC市场中的佼佼者之一，我们在此前的报道中也曾介绍过他们众多DC/DC产品。实际上，MPS在AC/DC市场中也具有相当的优势，日前，他们举办了MPS AC/DC 产品中国区的首场发布会，借此机会，我们也得以窥见MPS在AC/DC方面的实力。

AC/DC市场发展趋势

AC/DC市场又可以分为被称为Buck/Flyback的单级AC/DC基本结构和以PFC+LLC为基础的两极AC/DC基本结构。简单来说，单级结构的AC/DC常见于75W以下的小功率应用，两级结构则适用于中大功率市场。

MPS在AC/DC领域深耕多年，在他们看来，开关电源的挑战也在随着终端应用的升级而得以不断增加。MPS AC/DC产品总监Peter Huang认为，在AC/DC电源中，高电压的高频切换产生的开关损耗限制了其开关速度，传统700V硅功率器件从开始的30kHz发展到现在200kHz，已经碰到Si的物理瓶颈。除了此之外，隔离变压器的高频化设计也要兼顾安全和效率，随着频率的增加，单位体积散热的增加也大大制约了频率的提升。

（MPS AC/DC产品总监Peter Huang）

在Peter Huang看来，小型化是AC/DC产品发展的不可逆趋势，而提高效率则是小型化的必要途径。他表示：“它不但可以减少损耗，同时还能减少散热，为高频小型化提供了必要的条件。只有效率提升了，单位体积散热减少，同时通过高频化设计，功率密度才会大大的提升。”

要提高AC/DC效率，新型拓扑则是关键，在这一层层的推导之下，AC/DC市场也逐渐显现出了新的技术发展趋势：

利用多种新型拓扑提高效率：比如使用 PFC + LLC 以及 ACF+ZVS 的混合拓方式以实现零打开损耗，同时回收漏感，可以达到 93%以上的高效率。

采用全集成设计，以简化设计，减少成本：传统的非隔离式 AC/DC 解决方案通常需要使用多颗 IC，同时还需配备原边及副边控制器以及光隔离器等，占板面积大，BOM 成本高。

高频化的芯片以适应新一代功率器件：传统硅器件的开关频率低，效率也很难提高，随着GaN等新型半导体材料的出现，其开关频率及效率都得到大大提高，高频设计更加符合新型功率器件的要求。

数字化产品可以实现更好的性能：传统的模拟控制器很难跟上日新月异的变化，新一代数字电源芯片的优势日趋明显，采用数字化内核，具有非常丰富的可配置项目，相比传统控制器，具有更多的灵活性。

MPS在AC/DC领域的布局

作为一家IC企业，针对AC/DC的发展挑战，MPS将其着力点定位在了新型拓扑的研发上，他们认为，通过新型拓扑结构，可以提高效率的同时也可以提高频率，从而能从源头解决AC/DC的发展挑战。

据Peter Huang介绍，针对小功率市场，在十年之前，MPS就已经开展了QR-Flyback的研究，但随着AC/DC的继续发展，QR-Flyback有两个损耗没法解决，一是开通损耗，二是关断损耗，关断损耗和硅有关，而开通损耗和拓扑有关。因此，MPS推出了ZVS-Flyback和ACF，其中，ZVS-Flyback也就是在QR的基础上，将开关开的损耗完全解决掉，ACF则是通过漏感回收而提高电源效率。ACF+ZVS是MPS目前的终极目标，据介绍这种新型拓扑接口可以实现零开断损耗和漏感回收。

在大功率市场，PFC + LLC是目前主流的拓扑结构，而为了顺应市场的发展需求，MPS又推出了ZD PFC + LLC和hybric PFC + LLC。Peter Huang表示：“Totem-Pole PFC是MPS在大功率电源的终极目标，他们的产品会随着这个路线进行更新换代，并最终实现数字化的演进。”

从MPS的AC/DC产品布局上看，MPS可以提供非隔离式产品和隔离式两大类产品，包含0-1000W全系列的AC-DC电源解决方案，从1W输出的智能LDO和Buck非隔离方案，到10W输出的非隔离降压方案，以及大功率的LLC方案等。

从MPS针对AC/DC产品的规划上看，他们将从新型拓扑、高级程度、高频率以及数字化产品四个方向入手，来布局其未来的AC/DC产品线。

MPS AC/DC新成员

在MPS对其AC/DC产品线的规划下，他们也在本次发布会当中推出了两款新的 AC/DC产品——MPX2002/3以及HR1211。

据了解，MPX2002/3是针对小功率市场所推出的产品，该产品创新性地将初次级控制器合封在一颗芯片内，大大简化了外围电路设计，可为实现快充电源的小型化提供全新的思路。

Peter Huang表示：“MPS将MPX2002/3应用于两个典型的应用并做成了Demo板：一个是65W的Type C PD，该产品效率非常高，超过93%；另一个是Type A+C，即C和A接在一起的适配器，其充电效率也超过93%。”

HR1211则是针对中大功率市场所推出的，是一款集成多模式PFC 和电流型 LLC 的二合一控制器。芯片集成了高压电流源、安规认证的 X 电容放电电路、PFC 和 LLC 的高压驱动电路，从而实现了非常简洁的外围电路。

更值得注意的是，HR1211的数字化内核。据其官方资料介绍，数字控制内核结合可重复编辑的存储单元，赋予了整个方案强大的灵活性。PFC 和 LLC 两级电路之间的配合；不同控制模式之间的切换；关键工作点的开关频率；保护功能的阈值、时间以及恢复方式；所有这些主要的功能都可以通过 UART 的通讯口进行自由配置，并能够在图化操作界面上完成，这使得基于 HR1211 的电源设计能够灵活的适应不同应用在不同设计中的性能要求。

写在最后

从近两年来的开关电源市场发展来看，随着国内模拟芯片市场的崛起，也有不少本土厂商以开关电源为突破口，获得了消费电子产品市场的认可。与这些市场新秀相比，MPS在模块化的方面更具有优势，而这也是目前AC/DC市场中具有较大挑战的部分。但不可否认的是，随着国内厂商的进步，这些新秀厂商也将在AC/DC模块化方向上步入正轨，因此，对于MPS而言，他们需要跑的更快，才能在该领域中保持领先的地位。