PFCおよび電流モードLLCコントローラの使用事例 : 大画面テレビアプリケーション

この使用事例では、 大画面テレビ用途向けに対するHR1211のアプリケーションを実証します。

HR1211は、マルチモードの力率補正 (PFC) および電流モードのLLCコンボコントローラで、PFCコントローラ、柔軟なデジタル制御、および豊富な保護機能をサポートします。

はじめに

大画面テレビは、小型および中型のテレビ、プロジェクター、または携帯電話と比較して、非常に鮮明な画質とより強い視覚的なインパクトをもつ高い視聴体験を提供します。産業データに基づく、大画面ディスプレイの米国市場は、2020年の29億1000万ドルから2030年までに84億5000万ドルに成長すると予測されており、需要の拡大を示しています。

大画面テレビの設計上の課題

大画面テレビの需要が急増し続ける中、設計者は、新しい基準を満たすために以下に説明する3つの重要な課題に直面しています。

1. 大きな消費電力 : 大画面テレビは待機時でも電力を消費します。一般に、画面サイズが大きいほど解像度とリフレッシュレートが高くなり、応答速度が速いほど電源要件が高くなります。
2. 高速なマーケットの繰り返し : 大画面テレビ技術に対する市場の需要は急速に変化しており、過去2年間だけでもLED、OLED、ミニLED、マイクロLEDと進化しています。これらの技術革新に迅速に適応するために、エンジニアは電源アーキテクチャと、電力、サイズ、パフォーマンスなどの電源の指標を常に調整する必要があります。これにより、研究開発サイクルが大幅に長くなり、大画面の電源コストが増加しました。
3. 大きな電源需要 : 突然の表示の問題は、通常電源に起因します。そのため、大画面テレビが安定して動作するためには、電源の信頼性が重要な役割を果たします。

HR1211の紹介

MPSは、さまざまな大画面テレビアプリケーションの電力選択要件を満たすHR1211を提供しています。HR1211は、マルチモードの力率補正 (PFC) および電流モード LLCコンボコントローラで、PFCコントローラ、柔軟なデジタル制御、および豊富な保護機能をサポートします (図1参照)。

図1 : HR1211 PFCおよび電流モード LLCコントローラ

PFCコントローラ

HR1211は、連続導通モード (CCM) / 不連続導通モード (DCM)のマルチモードPFC制御を提供します。CCMで、デバイスは300Wを超える連続した高出力を達成できます。DCMでは、100W〜200Wの小電力出力にも適しています。ハイブリッドCCM / DCM動作により、電源の選択範囲が大幅に広がり、大画面テレビのさまざまな電源要件に容易に対応できます。

さらに、大画面アプリケーションがスタンバイモードの場合、HR1211は低いスタンバイ電流を維持し、スイッチング電力の損失と消費を効果的に削減し、軽負荷条件下で高効率を達成できます。これは大型テレビの省エネと消費電力低減につながります。

図2は、HR1211の代表的なアプリケーション回路を示します。

図2 : HR1211の代表的なアプリケーション回路

フレキシブルなデジタル制御

大画面テレビ市場で新しいトレンドが生まれた場合、HR1211のPFCおよびLLCコントローラを使用すると、エンジニアはグラフィカルユーザーインタフェース (GUI) を調整するだけで、ハードウェア回路をデバッグすることなく、新しい設計要件を満たすことができます。メイン電源チップはそのままです。図3は、HR1211の代表的なGUIを示します。

図3 : HR1211 GUI

したがって、HR1211の柔軟なデジタル制御により、新しい大画面製品の市場投入までの時間を大幅に加速し、電源チップの研究開発プロセスを大幅に短縮し、電源ソリューションの全体的な開発コストを削減します。

堅牢な保護

HR1211は、過熱 (OT) シャットダウン保護、PFCオープンループ保護 (OLP)、過電圧保護 (OVP)、過電流制限 (OCL)、LLC過電流保護 (OCP)、SOピン保護、および過電力保護 (OPP) など、さまざまな保護機能を提供します。複数の保護により、より安定した画面電源を保証して、電源に起因する画面表示とセキュリティの問題を減らし、大画面アプリケーションを包括的に保護します。

結論

HR1211などの、PFC / LLC コンボコントローラのHR12xxシリーズは、高速応答などのアナログチップの利点とデジタル制御の柔軟性などの最先端の機能を組み合わせることで、業界で広く認められています。この使用事例では、大画面テレビアプリケーションに対するHR1211の利点を検証しました。これには、より広い電源選択範囲、製品の市場投入までの時間を短縮するデジタル制御の柔軟性、および電源安定性のための堅牢な保護が含まれます。HR1211の追加機能は以下のとおりです :

• 定常状態で最大500kHzの周波数で動作
• ACドロップアウト時のスマートなXコンデンサ放電、IEC62368およびIEC60950承認済み
• 高電圧起動および Xコンデンサディスチャージャ内蔵
• 可聴ノイズ低減に対するLLCのスキップモード制御の改善
• LLC用のアダプティブデッドタイム調整 (ADTA)
• LLCのキャパシティブモード保護
• 設定可能なソフトスタート (SS)
• 100mW未満の無負荷電力損失
• コンデンサ電流補償による高い力率 (20%負荷で0.95未満)
• パラメータを設定するUARTインタフェースとGUI
• SOIC-20およびTSSOP-20パッケージで提供