一文读懂MPS最新LLC数字氮化镓快充控制器HR1211

1月29日，MPS通过线上直播的形式成功举办了《2021 MPS数字电源芯片新品发布会》，并重磅发布了一款数字化多模式PFC+LLC集成控制器HR1211。该芯片为消费类电源产品提供简单可靠，高效率高功率密度的数字化解决方案，同时也标志着氮化镓快充正式步入数字时代。

MPS HR1211数字化控制器用于AC-DC电源领域，解决了传统数字电源外围复杂、成本高的缺点，基于HR1211可以设计出元件精简、高性能、低待机功耗、全输出范围高效率的开关电源，助力大功率PD快充普及。

在消费类产品中，电源要求高效率、小体积、低待机功耗。传统的模拟控制器很难跟上日新月异的变化，MPS的HR1211解决了传统数字电源外围元件复杂、成本高的问题，充分体现出新一代数字电源芯片的优势。

目前对电源要求是全输出范围下的高效率，不光追求满载的高效率，在待机和轻载时均要求较高的效率水平。

高功率密度可以在同等体积下输出更高的功率，配合简洁的BOM，提升电源产品的竞争力。此外可靠性要求和EMC要求，还制约着电源的转换效率和轻载效率。要同时满足以上要求，选择一个合适的电源方案非常重要。

MPS提供0-1000W全系列的AC-DC电源解决方案，从1W输出的智能LDO和Buck非隔离方案，到10W输出的非隔离降压方案，MPS均有集成功率管的解决方案。

对于小功率隔离反激方案，MPS也有集成功率管和控制器的方案提供。最后到大功率的LLC方案，在75W输出以上，比较常用的PFC+LLC架构，MPS有独立的PFC控制器和LLC控制器提供。今天重点介绍的是HR1211，PFC+LLC二合一控制器。在副边同步整流上，MPS也有高效可靠的方案，可用于LLC和反激同步整流。

HR1211数字式PFC+LLC集成控制器，从图中的应用电路中可以看到HR1211的外围电路非常简洁。HR1211集成PFC+LLC 数字控制内核，所有的功能和参数都通过uart接口，单pin引脚进行配置。同时内部集成了高压启动、X电容放电、PFC驱动、LLC半桥驱动、自举二极管、外围电路非常简洁，可实现紧凑的电源设计。

HR1211是数字化PFC+LLC二合一控制器第二代成熟产品，2016年推出的HR1200采用了数字PFC控制器和模拟LLC控制器，28pin，是市场上第一颗数字集成PFC和LLC的控制器。PFC采用专利的DCM/CCM混合控制，支持高达1000W功率输出。

HR1211的PFC和LLC控制器全部采用数字控制，LLC采用电流模式控制，可获得更好的瞬态和稳定性，同时提升了轻载下的性能。空载损耗＜100mW，位于领先水平。下一代产品已经在设计中，预计今年问世，新产品会集成更多系统上的性能，并且具有更优秀的轻载表现。

HR1211全部功能和参数均可使用图形界面通过UART接口进行配置，PFC级采用CCM/DCM混合控制，在10%的负载下可实现功率因数＞90%，几乎没有模拟的PFC控制器可以达到这个效果。

PFC控制器采用数字环路调节，使用数字方式进行灵活配置，并且两级环路补偿的可实现快环和慢环的切换，达到非常好的动态调节。LLC采用电流模式控制，全负载范围内可实现高效率。

同时具有自适应死区时间调节和容性模式保护，保证运行高效稳定。5W输出功率效率高于80%，0.5W输出效率高于65%。得益于数字控制，HR1211可提供丰富完善的保护功能，和独立定制的保护功能。

MPS HR1211通过输出功率计算出峰值电流和谷值电流，根据谷值电流切换CCM和DCM工作状态。当谷值电流大于0时运行在CCM工作状态，谷值电流等于0时运行在DCM工作状态。

并且跟随负载状态动态调节PFC工作频率，负载下降降低PFC开关频率。重载下PFC运行在CCM模式，开关频率最高，随着负载下降，动态降低两边频率，实现较低的等效平均开关频率，并保证峰值电流不会过高。随着负载进一步下降，整个开关频率进一步下降，进入DCM模式。有利于功率电感设计和更高的峰值功率。

HR1211配置PFC级电流采样和DCM开关周期计算滤波器，数字滤波器阶数和截止频率都可配置，可根据系统需要进行滤波器参数设置，可解决大部分噪声干扰问题，简化布板设计，并优化噪声，提高系统稳定性。

HR1211内置的PFC电路，可补偿开关电源中电容产生的容性电流，数字控制可针对容值和输入电压和补偿幅度进行补偿，这也是模拟PFC控制器无法做到的，可以在宽负载幅度得到90%以上的功率因数。

HR1211在PFC级实现了两级的数字环路补偿功能，可通过图形界面直观体现。PFC级得益于数字化控制，可以做到快环和慢环切换。快环用于防止快速负载切换造成的电压跌落，维持LLC级稳定工作，保证输出电压。

HR1211采用电流模式LLC控制器，可实现更好的系统稳定性和更快的响应速度。HR1211采集原边谐振电容上的电压，与光耦反馈信号进行比较，决定上管开通时间。芯片内部计时器计算上管导通时间，保证下管开通时间和上管完全对称，实现原边电流控制。HR1211还具有斜坡补偿功能，用于防止次谐波震荡，幅度可由数字控制配置，满足不同需求。

电压模式和电流模式系统效果对比，以100KHz为例，电压模式得到3KHz带宽，电流模式可轻松得到更高带宽，在相同带宽下，电流模式具有更好的稳定性。

HR1211在电流模式的基础上，加入了跳周期和Burst模式，来满足轻载下的高效率要求。通过跳周期来降低等效开关频率，减少开关损耗。跳周期时间可通过数字配置，保证在音频噪声外。极轻载模式下，Burst模式可进一步最小化开关频率，实现轻载高效的状态。

进入Burst模式以后，可通过调节进出负载点进行轻载效率和音频噪音的平衡。另外HR1211提供Burst模式的控频功能，可设置频率范围为1KHz以下，避开人耳敏感点，有效缓解噪音。

HR1211可以通过图形化用户界面进行非常详细的配置，如PFC、LLC、控制功能配置，系统功率和保护状态监控。使用HR1211数字芯片，可在任何阶段进行参数调整，从研发到成品。HR1211还具有密码设置，通过密码保护芯片内部参数，没有密码无法读取内部配置参数，从根本上杜绝抄板。

HR1211内置的数字内核通过LabView平台还可进行自动化的参数测试及优化，配置参数扫描，自动扫描测试，优化性能。

HR12系列设计实例，涵盖笔记本电源，PD适配器和台式机电源及服务器电源。得益于数字控制的灵活性，支持CCM和DCM的PFC，电流模式的控制LLC，可实现非常优秀的系统稳定性，覆盖不同功率的设计。

总结

MPS HR1211采用数字化内核，具有非常丰富的可配置项目，相比传统控制器，具有更多的灵活性。其非常丰富的可配置项目，使HR1211可满足非常高的要求，如待机功耗，快速负载响应和音频噪声抑制。

同时HR1211还具有外围元件简单，芯片集成度高的优势，简化应用；内置的密码保护能有效保护芯片内部配置信息，使产品难以被抄板，有效保护知识产权不被侵害。

拆了12款热门台式机电源，看看哪款主控芯片最受工程师欢迎

前言

谈起PC电源，对于热衷于DIY的计算机爱好者而言，作为台式机供电的第一道关卡，不仅是构建机器的基础，还会直接影响到电脑的寿命以及稳定性。早些年一些台式机用户硬盘、外接键鼠频繁损坏就是使用劣质电源引起的。近些年随着信息不断透明以及行业监管力度的不断加强，这类劣质电源基本销声匿迹，各种保用5年、10年的超长质保电源成为市场新宠。

为助力读者朋友了解那些热门PC电源真实“内核”，近些年充电头网自购12款180W至1650W功率区间的12款PC电源拆解，看看那些知名品牌PC电源都采用哪些主控芯片。

PC电源内置的主控芯片

经过整理可以发现充电头网以往拆解的12款PC电源均采用LLC架构主控芯片，下文小编将为您详细介绍。

将12款PC电源中应用的LLC主控芯片厂商占比绘制成饼图，可以发现虹冠占比第一，达到59%。

另将LLC主控芯片各型号实际应用次数绘制成条形图，发现应用次数最高的芯片为虹冠CM6901。

Apexgaming艾湃电竞

美商艾湃电竞650W金牌全模电源

LLC开关电源主控芯片采用MPS HR1001B，是一颗具有增强型抗噪特性的LLC控制器，具有自适应死区时间调节。

内置主控芯片

MPS HR1001B

LLC开关电源主控芯片采用MPS HR1001B，是一颗具有增强型抗噪特性的LLC控制器，具有自适应死区时间调节。

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美商艾湃电竞750W白金牌全模组SFX电源

Apexgaming美商艾湃电竞推出的SFX-750M SFX电源具有80PLUS白金认证，全模组设计和全日系电容卖点，确保电源在高效转换的同时，稳定耐用。搭配全模组定制线材，装机的过程更为简单，并且也更加清爽。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901

电源主控芯片采用虹冠CM6901，是一颗次级侧的LLC+同步整流控制器，用于同步整流的LLC电源转换，通过一颗隔离驱动器来驱动初级开关管。

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艾湃电竞ODIN 1650W白金牌全模ATX3.0电源

Apexgaming美商艾湃电竞推出的ODIN奥丁系列电源共有三款产品，根据输出功率分为1200瓦，1400瓦和1650瓦，电源采用全模组设计，通过80PLUS白金认证，并配有温控自动启停风扇，具备12年质保，能够很好的满足高性能主机的供电需求。

内置主控芯片

APLUSTEK虹原科技AT6301

LLC控制器来自APLUSTEK虹原科技，型号AT6301，同时具备初级LLC控制信号和次级同步整流信号输出。

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ARUS华硕

华硕ROG 1600W钛金牌雷神2代电源

充电头网通过拆解了解到，ROG雷神1600W电源内部共由10块PCB组成，功能分别对应输入EMI滤波，整机交错PFC及全桥LLC控制，同步整流，输出滤波，DC-DC降压以及灯光控制，风扇转速控制等功能，相比传统电源具备更可靠的保护以及更高的灵活度，对应的小板也可以用于生产不同功率的电源，满足更多消费者的需求。

内置主控芯片

TI德州仪器UCD3138A

TI德州仪器UCD3138A是一颗高度集成的数字控制器，针对电压模式和峰值电流模式受控移相全桥，单相和交错PFC，无桥PFC，硬开关全桥和半桥，半桥和全桥LLC电路进行拓扑支持优化。这款电源使用一颗用于主动整流和交错PFC控制，另外一颗用于全桥LLC和同步整流控制。

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HuntKey航嘉

航嘉180W ATX12V only PC电源

航嘉这款180W PC电源是行业通用的外壳设计，采用电镀金属外壳，前后端冲孔网状设计，保护散热两不误。外观传统但功能设计上确可以说非常的新颖，采用了PC电源最新规范ATX 12V only设计，即只有12V电压输出，去掉了传统的5V和3.3V转换电路，只设计有两组输出线缆为主板和CPU供电。随着该标准的提出，越来越多厂商相继跟进，PC电源市场或发生大改变。

内置主控芯片

NXP恩智浦TEA1716T

电源主控芯片采用NXP恩智浦TEA1716T，是一款具有集成间歇频率工作模式、符合EuP lot 6的半桥谐振LLC+升压PFC组合控制器，适用于液晶电视、笔记本适配器、台式机及一体机电源。

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航嘉百盛高能XG850 850W ATX3.0白金全模组电源

百盛高能XG850电源为标准的ATX尺寸，外壳配有电源开关。电源为高效谐振架构，具备白金能效认证，并支持ATX3.0标准。电源输出功率为850W，12V输出电流达70.9A，充分满足高性能大功率硬件需求，自带两个16Pin 12HPWR接口，支持PCIe 5.0双显卡应用。

内置主控芯片

NXP恩智浦TEA2017AAT

内置的初级主控芯片来自恩智浦，型号为TEA2017AAT，是一款数字化可配置LLC和PFC组合控制器，用于高效谐振电源。

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航嘉1000W金牌全模电源MVP K1000

作为一款发烧级游戏电源，航嘉MVP K1000拥有大尺寸机身同时采用红黑配色，看上去很硬核霸气，1000W大能量可让广大用户更好的搭配高端板卡。电源附带自主研发设计的AC单手插拔电源线以及全模组定制线材，组装走线插拔都十分方便。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901

虹冠CM6901是一颗次级侧的LLC+同步整流控制器，用于同步整流的LLC电源转换。

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SAMA先马

先马黑钻750W金牌全模组电脑电源

先马黑钻750W金牌电源采用标准ATX尺寸，外壳带有电源开关和风扇开关，方便在夜间彻底关闭电脑，消除光污染的同时节省电能。风扇开关可控制风扇策略，适应低噪声平台应用。电源采用全模组设计，针对不同使用场景，简化走线，安装方便。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901T6X

内置的全桥LLC控制器采用虹冠CM6901T6X，芯片内置次级同步整流驱动输出。

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Segotep鑫谷

鑫谷昆仑650W金牌全模SFX电源

鑫谷昆仑KL-M650G SFX电源除有80PLUS金牌认证、全模组、日系电容等卖点，小巧机身也是吸引很多人购买的一个点，充电头网实测机身三维仅为125*100*63.5mm，侧面看去仅有一听可乐大小，不与主板显卡抢空间，是一款专为ITX机箱设计的电源。不仅体积小，电源在效率、波纹方面的表现也很亮眼，650W额定功率轻松应对中高阶系统需求。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901X

内置一颗虹冠CM6901X SLS（SRC/LLC+SR）控制器。

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鑫谷750W昆仑MU-750G冰山版ATX3.0金牌全模组电源

鑫谷昆仑MU-750G电源为标准ATX尺寸，外壳带有电源开关和风扇开关。其中风扇开关可以调节风扇运行策略，智能启停降低噪声。充电头网本次拿到的是白色配色，为冰山版，电源本体和模组线均为白色，适配海景房等透视机箱使用，更加美观。电源具备80Plus金牌能效，并自带16Pin 12HPWR接口，支持PCIe 5.0显卡。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901

电源主控芯片采用虹冠CM6901，是一颗次级侧的LLC+同步整流控制器，用于同步整流的LLC电源转换，通过一颗隔离驱动器来驱动初级开关管。

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鑫谷昆仑MU-1000G酷黑版ATX3.0金牌全模组电源

鑫谷昆仑MU-1000G电源为标准ATX尺寸，外壳配有电源开关和风扇开关。其中风扇开关可以调节风扇运行策略，智能启停降低噪声。充电头网本次拿到的是黑色配色，为酷黑版，电源本体和模组线均为黑色，美观大方。电源具备80Plus金牌能效，并自带两个16Pin 12HPWR接口，支持PCIe 5.0双显卡应用。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901

内置的电源主控芯片采用虹冠CM6901，是一颗次级侧的LLC+同步整流控制器，用于同步整流的LLC电源转换，通过隔离变压器来驱动初级开关管。

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鑫谷1250W昆仑KL-1250G ATX3.0金牌全模电源

鑫谷昆仑KL-1250G电源采用全模组设计，配备标配12V HPWR 16pin接口，满足40系显卡供电需求。电源通过了80Plus金牌认证，效率有保障。内置14CM大尺寸双滚珠轴承风扇，并支持自动启停，具有良好的散热效果。全模组设计，方便装机，也更加清爽。

内置主控芯片

Champion虹冠CM6901X

内置主控芯片来自虹冠CM6901X，是一款支持同步整流控制的LLC控制器。

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充电头网总结

通过整理12款PC电源拆解案例，充电头网发现目前所拆解的产品由于功率较大，反激架构效率很难满足大功率输出需求，因此均为LLC架构，且部分产品采用PFC+LLC或LLC+同步整流二合一芯片来提高电路集成度及转换效率。

而在LLC主控芯片厂商占比方面，虹冠以59%的占比摘得第一，恩智浦以17%占比取得第二名，而MPS、虹原科技、德州仪器均以8%的占比取得并列第三位置。而在芯片具体应用次数方面，虹冠CM6901有四次应用，虹冠CM6901X有两次应用，应用最多的两款芯片均来自虹冠。

文中数据来源于充电头网自购拆解数据库，仅供参考。

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