前言
在 120W 至 300W 中高功率电源市场中,半桥 LLC 谐振拓扑凭借高效率、高功率密度等优势,被广泛应用于电视、显示器电源板、笔电适配器以及高功率快充电源。
然而,当前 ErP、DoE Level VII 等能效法规不断趋严,电源产品不仅要在满载下保持高效率,也需要在轻载、待机等低功耗状态下进一步降低损耗。
针对 LLC 转换器轻载效率下降、待机控制复杂以及动态响应速度等问题,通嘉科技推出基于 BBCC 电荷控制 的半桥 LLC 控制器技术,并以 LD7771 为代表,导入待机 Burst 模式与延迟补偿控制。
相关技术成果已发表于 IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics(JESTPE)权威期刊。
通嘉 LD7771,面向半桥 LLC 待机效率优化
LLC 谐振转换器在中高功率电源中应用成熟,但其轻载状态下容易面临开关频率升高、开关损耗增加等问题。
尤其在待机或低负载工况中,如果仍以普通模式持续工作,电源效率会明显下降,不利于满足新一代能效法规对轻载效率和待机功耗的要求。
通嘉 LD7771 所对应的控制技术基于 Bang-Bang Charge Control,BBCC 电荷控制。与传统通过调节开关频率实现稳压的方式不同,BBCC 通过侦测 LLC 谐振电容电压变化量,间接反映每个周期传输的电荷和输出功率,并据此控制高低侧 MOSFET 的开关动作。
这种控制方式的优势在于,不需要额外电流侦测即可获得较快的动态响应,同时有助于降低 IC 实现成本,并兼顾轻载效率与满载输出纹波表现。
延迟补偿 BBCC 控制,提升 Burst 模式精度
在实际电路中,当控制器判断谐振电容电压达到阈值后,MOSFET 关断并不会立即完成,传播延迟和驱动关断延迟会导致额外能量被传输到输出端。
如果不进行补偿,实际输出功率会高于控制器预期,影响 Burst 模式的进入/退出精度以及待机控制稳定性。
为解决这一问题,通嘉在 LD7771 相关技术中加入了延迟补偿逻辑,通过数字/逻辑补偿模块抵消关断延迟带来的额外输出功率,使输出功率与谐振电容阈值之间重新保持对应关系。
在此基础上,控制器可根据负载情况进入待机 Burst 模式,通过减少轻载下的开关周期数量来降低开关损耗。
同时,该方案还可设置明确的待机进入与退出边界,避免控制状态频繁抖动,兼顾轻载效率和动态响应。
待机 Burst 模式下,控制器根据反馈电压和谐振电容阈值启动新的 Burst 周期,在轻载状态下减少连续开关次数,从而降低开关损耗并提升待机效率。
240W 平台验证,10W 轻载效率提升至 93.94%
目前该控制方法已在 400V 输入、20V/12A 输出的 240W 半桥 LLC 电源板上完成验证。
在 10W 轻载条件下,普通模式效率为 87.26%,切换到待机模式后效率提升至 93.94%,提升幅度达到 6.68%。
同时,方案将待机模式进入点设置在 10W,退出点设置在 30W,正常模式切换至待机模式的时间约为 108μs,待机模式切换回正常模式的时间约为 107μs。
这说明 LD7771 相关控制技术并不是单纯降低轻载开关损耗,而是在提升轻载效率的同时,仍保留了较快的负载动态响应能力,适合对能效、响应速度和系统成本都有要求的中高功率 LLC 电源产品。
充电头网总结
通嘉 LD7771 面向的是 LLC 电源在轻载和待机状态下的效率优化问题。对于电视电源、显示器电源、笔电适配器以及高功率快充电源来说,满载效率已经不是唯一指标,轻载效率、待机功耗和模式切换响应同样会影响产品认证与用户体验。
从这项技术可以看到,通嘉并没有简单依赖传统 Burst 控制降低损耗,而是将 BBCC 电荷控制与延迟补偿结合起来,让待机 Burst 模式具备更明确的功率边界和更稳定的控制逻辑。
实测看到该方案在 240W LLC 平台上实现 10W 轻载效率提升 6.68%,也说明该方案具备较强的工程落地价值。


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