机器人市场推动大功率快充普及,这些企业LLC芯片值得关注

科技   2025-01-09 00:10   广东  


前言

近年来,机器人技术取得了非常明显的进展,生活中常见的机器狗、送餐机器人和扫地机器人等,已逐渐融入人们的日常生活。而得益于人工智能大模型的迅速崛起,两者的深度融合使机器人具备了更高水平的感知、学习和适应能力,能够自主执行复杂任务,从而加速了机器人在各个领域的应用和普及。 
在机器人电源系统设计中,采用多节电芯串联的配置是常见的选择。这种串联方式能够提升电压输出,满足机器人不同组件对电压的需求。此外,结合并联配置,可以增加电池容量,延长机器人的续航时间。因此,根据机器人的具体设计要求,通常会采用多节电芯的串联或串并联组合,以实现最佳的电源性能。
而LLC控制芯片的高效谐振转换技术能够满足机器人多节电芯串联所需的高电压输出要求,零电压开关特性也能显著降低了开关损耗,减少了高压转换过程中的能量损失;同时优异的电磁干扰抑制能力还能确保了机器人系统中其他电子模块的稳定运行。通过这些技术优势,LLC控制芯片能够有效提升机器人电源系统的转换效率和稳定性。
以下企业将在本次展会展出多款LLC控制器:

深圳市芯茂微电子有限公司

梵塔半导体技术(杭州)有限公司

茂睿芯(深圳)科技有限公司

LLC控制器盘点

充电头网统计了多款LLC控制器芯片,并将这些信息汇总整理形成了下表,详细展示了各家企业的主打产品及其封装。
排名不分先后,按企业英文首字母顺序排序。

Chip Hope芯茂微

芯茂微LP9961AA

LP9961AA 是一款带有高压半桥驱动的全集成 LLC控制器。内部实现了 600V 的高压栅极驱动,使得可以采用极简的外围元件,就可以实现高效、可靠的 LLC 谐振系统。自适应的死区时间控制可以极大的改善系统的效率。特有的突发控制模式,可以满足同时实现轻载下的高效率和空载下的低待机功耗。
LP9961AA 通过内部的 LDO 控制器输出稳定的电压电源,可以给外搭配的 PFC 控制器直接供电。
LP9961AA 内部集成多重保护机制:输入过/欠压保护、输出过压保护、过流保护、容性区保护以及过温保护。

FANTASTICHIP梵塔

梵塔FAN6899

梵塔FAN6899是一款专用于半桥LLC拓扑的谐振控制器芯片,集成700V耐压半桥驱动,具有-1.2A/2A的拉灌电流能力,内置高精度振荡器,工作频率高达500KHz,在轻载时工作在Burst模式,有效降低了开关损耗并提高轻载效率,具有多种保护机制,包括电流迟滞型BIBO,两级OCP保护等,可提供更全面的过载和保护功能,采用SOP-16封装。

梵塔FAN6886&FAN6888

FAN6886&FAN6888是一款高性能的半桥LLC谐振控制器芯片,它采用混合双周期控制技术,实现了环路补偿的简化和动态响应的快速性。该芯片具备自动死区调节功能,能够在全负载下实现零电压开关(ZVS),有效提升了能效和系统稳定性。同时,FAN6886&FAN6888还具备容性区保护工作功能,间歇工作模式控制不仅改善了轻载效率,还显著降低了噪声。
此外,FAN6886&FAN6888的控制参数可以通过图形用户界面(GUI)进行编程,根据不同应用场景进行差异化参数控制。芯片的外围电路设计简单,无需Vcr调节采样电路,简化了设计流程,可有效降低开发成本。开机时,FAN6886&FAN6888能够轻松实现电流软启动,进一步保障了系统的稳定运行。
芯片内集成了12位的ADC和64bytes的MTP,具有强大的数据处理能力和存储功能。在保护功能方面,FAN6886&FAN6888具备Brown in/out、输出过压保护、输出欠压保护以及3级过流保护等,还满足80+、能源之星和COC V5 Tier2等严格的能效要求,适用于大功率适配器、电视、LED路灯、PC电源等应用。与FAN663x芯片配合使用时,FAN6886&FAN6888甚至可以在无需辅助供电电源的情况下实现待机功耗小于100mW,能耗卓越。

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MERAKI茂睿芯

茂睿芯MK2199

MK2199 是一种带高压半桥驱动的LLC控制器。它可以与 MK1620/1 搭配使用,实现高效和可靠的 LLC 设计,死区时间可调提高了系统应用的灵活性。
该 IC 提供一个 CSS 引脚,可提供软起可编程功能,允许用户通过改变外接电容设置软起时间。
在轻载情况下,MK2199 将自动进入突发模式运行,减少系统开关器件的损耗。如果第一级保护不足以控制初级电流,更高级别的过流保护 (OCP) 将锁定 IC。两者的组合提供了对过载和短路的全面保护。额外的保护输入(DIS)允许轻松实现过温保护 (OTP) 或过压保护 (OVP)。

茂睿芯MK2189系列

MK2189/L/D是一种半桥LLC谐振控制器,它可与LLC SR控制器MK1620/1搭配使用,实现高效率和高可靠性的LLC设计。
MK2189系列通过调节工作频率来获得输出电压的调节。死区时间可调提高了系统灵活性,CSS引脚提供软起可编程功能,允许用户通过改变外接电容设置软起时间。在启动时,切换频率从可编程的最大值开始,逐渐减小,直至达到由控制回路确定的稳态值。这种频率变化是非线性的,以最小化输出电压过冲,且其持续时间也是可编程的。
在轻负载下,MK2189/L/D将自动进入猝发模式操作,降低系统设备的开关损耗,可进行噪声抑制。如果一级保护不足以控制主电流,更高级别的过电流保护(OCP)将关闭该IC。它们的组合提供了完整的过载和短路保护。另外,还有一个受保护的输入(DIS),可轻松实现过温保护(OTP)或过压保护(OVP)的应用。
MK2189系列具有宽VCC电压范围,最高可达26V,其中MK2189D可调节从250ns到1us的死区时间。工作频率高达500KHz,具有0.3A驱动电流和0.8A下拉电流,可满足各种电源需求,采用SOP-16封装,可应用于AC/DC适配器、高功率密度直流/直流变换器、服务器中心、液晶显示器等领域。

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充电头网总结

机器人技术的快速发展与人工智能大模型的深度融合,正推动着机器人产业进入一个全新的发展阶段。在这一过程中,电源系统作为机器人的核心支撑技术,其性能直接决定了机器人的续航能力、工作效率和稳定性。采用多节电芯串联和并联的电源配置,为不同类型机器人提供了灵活的设计方案,而高效的LLC控制技术则进一步优化了电源转换效率,显著提升了系统的整体性能。
通过LLC控制芯片的应用,机器人电源系统不仅可以满足高电压、高效率的严苛要求,还能通过集成的多重保护机制确保系统运行的可靠性和安全性。从各大芯片厂商的产品来看,技术的迭代正不断突破能效极限,同时实现了轻载和待机条件下的低功耗表现。这些进步为机器人领域的进一步普及和多样化应用奠定了坚实的技术基础。
此外,随着市场需求的不断扩大,芯片厂商推出了更多样化、适配性更强的LLC控制器方案,为不同应用场景下的设计提供了更多选择。无论是适配于家用扫地机器人,还是工业级送餐机器人,这些技术方案都展现出了极高的适用性与市场竞争力。

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