新品推出背景

圖 1 | 浮地 BuckIC電路拓撲
高壓浮地 Buck 電源管理方案憑借其設計簡單、成本低廉等優勢,被廣泛應用于家居家電、工業自動化等領域。但受限于電路架構的局限性,存在輸出調整率差、動態差和待機功耗高等問題,難以滿足部分高精度輸出應用需求。如上圖所示,為了便于驅動 N 型 MOSFET,浮地 Buck 電源管理 IC(后文簡稱浮地 Buck IC)的參考與輸出電壓不共地。

圖 2 | 典型浮地 Buck IC 的控制框架
上圖為典型浮地 Buck 的控制框架,當 Buck 續流二極管導通時,浮地 Buck IC 可以獲得表征輸出電壓的反饋信號 VFB。

其中,VFR為續流二極管的壓降,VFF為反饋二極管的壓降。因二極管壓降受個體差異、溫度及電流變化的影響較大,反饋信號 VFB和輸出電壓 Vo之間存在誤差,這是造成浮地 Buck 方案輸出調整率差的根本原因。


圖 3 | 典型浮地 Buck IC 的環路控制框圖
上圖為典型浮地 Buck IC 的環路控制框圖。從控制理論角度分析,環路的直接控制對象是 VFB,由于 Vo與 VFB在特定時間段內存在確定的函數關系,因此可以通過 VFB間接實現對輸出電壓的穩定控制(前文已經論述,只是相對穩定)。然而,VFB與 Vo之間的這種函數關系僅在每個開關周期續流二極管導通期間成立,這意味著反饋采樣存在開關周期級別的延遲,在頻域中可用

表示。這一延遲顯著降低了環路的響應速度,導致系統的動態性能變差。
延遲環節

表明,工作周期越長,延遲越大。因此,常規浮地 Buck IC 不得不設置最小工作周期,制約了待機功耗的進一步降低。
綜上所述,浮地 Buck IC 的上述性能局限,其根源均可歸結于反饋采樣方式的固有缺陷。
KPE32622P 預研產品介紹
針對浮地 Buck IC 現有的性能局限,必易微預研了新一代產品 —— KPE32622P。
一、設計架構

圖 4 | 預研產品 KPE32622P 設計架構
KPE32622P 采用實地反饋 + 浮地控制的架構,這一架構從根本上規避了傳統浮地 Buck IC 反饋采樣方案的局限性。
低壓側 (Low side) 實地采樣部分實時采樣輸出電壓,經過環路補償后,把電信號傳送到高壓側 (High side) 浮地控制部分,由浮地部分控制 MOSFET 開通和關斷。芯片采用直接輸出電壓采樣方式,大幅優化輸出調整率,配合實時采樣與控制,有效改善動態響應,更支持 Burst Mode 工作模式,實現更低待機功耗。
二、產品特性

圖 5 | 預研產品 KPE32622P 典型電路圖


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圖 6 | 預研產品 KPE32622P 管腳封裝 |
圖 7 | 預研產品 KPE32622P 芯片圖 |

表 1 | 預研產品 KPE32622P 典型功率表
產品特性:
高精度 12V 輸出
超低待機功耗
集成 650V 高壓 MOSFET
集成高壓啟動電路
內部保護功能:
輸入欠壓保護 (Line BOP)
過載保護 (OLP)
逐周期電流限制 (OCP)
輸出過壓保護 (OVP)
三、實測性能
為驗證該架構的實際性能提升效果,我司搭建了標準測試平臺。采用 90~265Vac 輸入、12V 500mA 輸出的 Buck 電源,以傳統浮地 Buck IC KP32622 作為對照,開展了全面的性能實測。

圖 8 | 預研產品 KPE32622P 原理圖


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圖 9 | 預研產品 KPE32622P 調整率 |
圖 10 | 傳統的 浮地 Buck IC KP32622 調整率 |

表 2 | 動態紋波

圖 11 | 待機功耗
(注:預研產品 KPE32622P 假負載 100kΩ,傳統的浮地 Buck IC KP32622 假負載 4.3kΩ)
測試結果清晰地表明,相比傳統的浮地 Buck IC,KPE32622P 的調整率、動態和待機性能都有顯著提升,在高精度、低功耗的應用場景中將展現出巨大潛力。
四、應用展望
KPE32622P 采用了新穎的實地反饋 + 浮地控制的架構,相比普通高壓浮地 Buck 產品,可提供更高的輸出精度和更低的待機功耗,旨在為高性能要求的應用提供新型解決方案。KPE32622P 默認提供 12V 輸出電壓,也可修改為 5V、15V 或 18V 輸出電壓。
首發體驗官招募
KPE32622P 目前處于預研階段,已有初步工程樣品。為進一步打磨產品細節、貼合市場真實需求,如果您對這款產品感興趣,我們誠摯地邀請您成為我們的首發體驗官,我們希望聽到您的意見,并開啟一段產品共創之旅!
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原文標題:KPE32622P 首發體驗官招募 —— 邀您一起定義下一代高精度輸出浮地 Buck IC
文章出處:【微信號:必易微,微信公眾號:必易微】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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