PFC+LLC的【学习笔记】

一、为什么LLC适配器要搭配PFC使用

由于开关电源中整流后采用大容量的滤波电容，呈现容性负载，在电容充放电时会使电网中产生大量高次谐波，产生污染和干扰，工程师开始在开关电源中引入PFC电路，功率在75-85W以上的开关电源强制要求加入PFC电路以提高功率因数，修正负载特性。PFC分为被动式和主动式两种。被动式采用大电感串联补偿，主要缺点是体积大，且效率低下。

随着近年来半导体器件迅猛发展，被动式PFC被主动式PFC全面取代。主动式PFC采用PFC控制器、开关管、电感和二极管组成升压电路，具有体积小、输入电压范围宽、功率因数补偿效果好的优点。主动式PFC通过控制器驱动开关管升压，二极管整流为主电容充电，根据电压电流之间的相位差进行功率因素补偿。

PFC作用在于使得容性负载下，电压和电流仍然同相位：

二、PFC+LLC的关键结构

BOOST结构的PFC电路：

由此产生了全桥PFC(左下角)和图腾柱PFC（右下角）：

LLC架构属于双管半桥谐振，采用谐振电感、励磁电感和谐振电容串联，故名LLC。LLC架构采用零电压开关（ZVS）软开关技术，具有工作频率高、损耗小、效率高、体积小的优点，可提高充电器功率密度。其谐振操作可实现全负载范围的软开关，减小开关损耗。从而成为高频和高功率密度设计的理想选择，适合固定电压输出，EMI特性更好。

LLC架构只有在输入和输出电压固定的工况下，才能有理想的表现。通常，开关电源初级使用LLC架构时，都会配合一级PFC电路，将整流后的脉动直流电升压稳压为LLC级供电的同时进行功率因数校正，满足LLC架构工作环境。如今随着适配器的集成度越来越高，PFC功率因数校正控制器也集成在LLC控制器内部。

LLC拓扑：方波发生器+LC谐振+同步整流

并且，在高功率密度的适配器中，使用主动式PFC电路，还可以减小高压滤波电解容量，减小体积，提高适配器的功率密度。

MPS HR1211是一颗多模式PFC和电流模式LLC二合一控制器，而传统芯片如果要实现这一功能，需要2-3颗进行组合搭配，外围电路会变得复杂。值得一提的是，MPS HR1211可通过UART接口编程，内置的节能技术可使HR1211在全工作范围实现优化效率。HR1211的PFC控制器使用获得专利的数字电流控制体系来实现混合的CCM和DCM工作模式。（刚好我有几颗这个芯片）

重负载下，CCM模式可降低MOS管的峰值电流，轻负载下，DCM模式可降低开关频率从而提高效率。数字编程的Burst模式，可提升轻载效率和降低音频可闻噪声。HR1211采用电流模式控制的LLC级，可实现高稳定性和快速响应。根据不同的负载条件，芯片在连续，跳周期和Burst模式运行。可在不同的负载条件下独立优化效率。

图为HR1211应用电路简图，芯片内置PFC控制器和LLC控制器，同时进行PFC和LLC控制。

【三】维修：

第一步需要看一下LLC前级的两颗MOS（方波发生用的）有没有损坏，SD测量出二极管压降代表正常，没有压降短路代表损坏：

AC刚输入部分的PFC的开关管：（测量中间D级和一侧的S极），没有压降代表短路：

检查一下输入部分的整流二极管是否正常：

主滤波电容，鼓包代表损坏：

PFC的滤波大电容电压在380V是正常的：

用烙铁焊接R0402：

焊接可以慢些，但是一定要保证每一个焊接的质量，不然后面调试的时候能烦死人：

用烙铁焊接R0402的时候，先涂焊油，用尖头，马蹄头焊着更困难：

之后镊子夹着芯片，烙铁头烫一下原来上的锡就好了：

之后焊接左侧：