新品发布 | 必易微推出高性能电流模式控制，半桥 LLC 控制器 KPE2592X

电压模式控制本质上是单电压环控制，谐振腔信号并未直接参与闭环反馈控制，也未建立输入电压前馈机制。当输入电压或者输出负载发生变化后，系统需要等待输出电压出现变化后，通过较慢的反馈环路去影响 VCO 的参考电压，进而改变开关频率，调节谐振腔增益，最终达到新的稳态点。这一过程导致环路响应延迟时间长，动态响应性能变差。

系统启动时，由于输出端配置了较大容量的电解电容，即便引入了软启动逻辑 (例如开关频率从最高值逐步降低)，但由于环路响应速度较慢，启动过程中电流过冲仍然很大。

控制芯片需设置单独的管脚用于过流保护功能，以应对启动，短路等恶劣工况。在系统启动时，输出端的大容量电解电容初始电压为 0V，相当于短路。为了避免启动过程中误触发过流保护，过流保护延时需设计的较长，通常为 10ms 以上。

在电压模式控制下，频率控制到输出的系统传递函数存在二阶极点，这使得环路不容易稳定，需引入环路补偿电路以降低系统的穿越频率，从而避开双极点的不利影响。然而，这样会导致系统的闭环带宽显著降低，动态响应速度变慢。此外，环路补偿电路通常需要设计为多极点多零点系统，这使得环路参数调试困难。

电流模式控制本质上是一种电压外环和电流内环的双环控制策略。通过检测谐振腔的信号 (谐振电感电流积分，或者谐振电容电压)，与电压外环形成的参考信号进行比较，从而调节开关频率。由于谐振腔信号直接参与闭环控制，环路延迟时间显著缩短。当输入电压发生变化时，流入谐振腔的能量相应变化，因此电流模式控制在功能上等效于引入了输入电压前馈机制。

引入电流内环后，控制到输出的系统传递函数如下图所示，在整个低频段内均表现为一阶系统的特性。这种特性使得环路易于稳定，环路补偿参数容易调试。同时，系统能够实现更高的穿越频率，从而显著提升动态响应速度。

当负载进一步降低时，为维持输出电压稳定，并降低轻载损耗，LLC  会进入打嗝模式。可通过配置 BURST 管脚对地电阻，调节系统进入打嗝模式的功率点。

当变压器的辅助绕组和副边绕组耦合，辅助绕组整流后的电压与输出电压成比例，芯片通过 PRT 管脚检测辅助绕组整流后的电压，实现输出 OVP 功能。这样可以减小一路用于输出 OVP 检测的光耦，降低成本；或可作为冗余的输出 OVP 功能，提高系统可靠性。

当 PRT 管脚外接 NTC 电阻时，随着环温增加，NTC 电阻阻值减小，PRT 管脚电压降低到保护阈值时，则触发 OTP，芯片进入保护状态。

芯片 PRT 管脚集成上述两种功能，简化了系统设计，且参数配置灵活。

在中小功率应用场景中，基于 KPE2592X 设计的系统无需额外配置启动电路及独立的供电电路。

芯片通过 HV 管脚实现高压自供电功能，完成 VDD 电压建立，当辅助绕组供电建立后，HV 供电自动停止，以降低芯片功耗。

芯片设计有 PFCVDD 管脚，用于为前级 PFC 控制器供电。当 VDD 电压上升到 16V 时，PFCVDD 管脚才开始输出电压。这一设计确保前级 PFC 启动时 VDD 电压处于较高值，避免因 VDD 欠压保护而启动失败。

当 LLC 后级检测到故障后，会关闭 PFCVDD 管脚的输出电压，PFC 随之停止工作，从而提高系统的可靠性和安全性。

芯片进入软启动阶段后，驱动脉宽逐步增加，且内部集成了闭环参考信号逐步建立的功能，直至外部反馈电压 FB 接管闭环控制。因此，启动电流过冲小，软启动阶段到正常闭环阶段的切换平稳过渡，确保系统的稳定性。

芯片通过电容分压采集谐振电容电压并送到 VCR 管脚，用于闭环反馈控制。通过改变采样电容分压的比例，可灵活调节系统输出功率能力。

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