隨著 AI 臺(tái)式機(jī)、高端電競(jìng)主機(jī)、入門級(jí)服務(wù)器市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，1000W 等級(jí) ATX 電源已成為高端桌面及小型服務(wù)器平臺(tái)的核心供電配置。當(dāng)前 1KW ATX 電源開發(fā)面臨多重行業(yè)痛點(diǎn)：傳統(tǒng)硅基器件效率瓶頸難以突破，碳化硅（SiC）器件直接替換易出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)失效、柵極串?dāng)_、器件損壞問(wèn)題；LLC 拓?fù)鋭?dòng)態(tài)響應(yīng)不足，無(wú)法適配 CPU、顯卡瞬時(shí)大功率波動(dòng)；整機(jī) EMI 優(yōu)化難度大、雙面貼片工藝導(dǎo)致量產(chǎn)良率偏低；輔助電源待機(jī)功耗偏高，難以滿足嚴(yán)苛能效標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)上述行業(yè)痛點(diǎn)，芯茂微推出 1KW 碳化硅金牌 ATX 電源完整解決方案，采用全鏈路自研 AC-DC 電源管理芯片，搭配專屬 SiC 驅(qū)動(dòng)與電流模式 LLC 架構(gòu)，在效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、可靠性及量產(chǎn)性上實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化，可直接支撐 80Plus 金牌認(rèn)證電源開發(fā)。

一、方案核心亮點(diǎn)速覽

寬壓輸入：90–264Vac 全范圍適配，實(shí)測(cè)輸出功率 1003.7W，滿足 1KW 額定輸出要求

高效能：230Vac/50% 負(fù)載效率達(dá) 93.24%，整體效率優(yōu)于 80Plus 金牌標(biāo)準(zhǔn)，逼近鉑金水平

高可靠：SiC 專用驅(qū)動(dòng)內(nèi)置 DSAT 保護(hù)與米勒鉗位，從硬件層面避免 SiC 器件欠驅(qū)動(dòng)損壞

優(yōu)動(dòng)態(tài)：電流模式 LLC 實(shí)現(xiàn) 0%~100% 負(fù)載跳變 0.75Vp-p 響應(yīng)，適配瞬時(shí)大功率負(fù)載

易量產(chǎn)：?jiǎn)蚊尜N片工藝，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，提升整機(jī)制造直通率

全自研：PFC、LLC、同步整流、SiC 驅(qū)動(dòng)、輔助電源芯片均為國(guó)產(chǎn)自研，供應(yīng)鏈穩(wěn)定

二、整機(jī)方案規(guī)格與架構(gòu)

1. 基礎(chǔ)規(guī)格參數(shù)

該方案為 80Plus 金牌全模組、全 DC-DC 輸出 1KW ATX 電源，核心實(shí)測(cè)參數(shù)如下：

輸入電壓：90–264Vac，工作頻率 47–63Hz

輸出配置：+3.3V/0~18A、+5V/0~18A、+12V/0~83.3A、-12V/0~0.3A、+5VSB/0~3A

穩(wěn)壓精度：各路輸出精度均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求，+12V 精度達(dá) + 0.15%/-0.18%

輸出紋波：≤30mV/68mVp-p，低于標(biāo)準(zhǔn)限定值

保護(hù)功能：支持 OCP、OVP、短路保護(hù)，輸出保持時(shí)間 15.6ms

2. 整體拓?fù)浼軜?gòu)

方案采用CCM PFC + 電流模式 LLC + LLC 同步整流 + 輔助供電系統(tǒng)四級(jí)架構(gòu)，所有核心控制芯片均為芯茂微自研，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)協(xié)同優(yōu)化：

前級(jí)：CCM 模式 PFC + SiC 專用驅(qū)動(dòng)

主級(jí)：電流模式 LLC 諧振變換

次級(jí)：LLC 同步整流輸出

輔助：X 電容放電 + 高壓啟動(dòng) + 5VSB 反激同步整流

三、核心模塊技術(shù)解析

【前級(jí)】CCM 模式 PFC + SiC 專用驅(qū)動(dòng)

1KW 等級(jí)大功率電源采用 CCM 連續(xù)導(dǎo)通模式 PFC，電感電流紋波小，可降低輸入濾波電路要求；搭配 SiC 肖特基二極管，消除反向恢復(fù)損耗，提升效率與 EMI 性能。

LP6655 CCM PFC 控制器：支持 65kHz/133kHz/200kHz 三檔開關(guān)頻率，具備輸入欠壓、電感過(guò)流、FB 短路、限功率輸出保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)跟隨式 PFC 控制。

LP7012A SiC 專用驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)電流 + 0.8A/-1.5A，內(nèi)置 DSAT 退飽和保護(hù)、米勒鉗位、CBC 過(guò)流保護(hù)與故障反饋功能，可抑制 SiC MOS 米勒串?dāng)_，避免欠驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致的器件壓降過(guò)大、發(fā)熱損壞問(wèn)題，在啟動(dòng)、關(guān)機(jī)、輔助電源短路等工況下可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)封波保護(hù)。

【主級(jí)】電流模式 LLC（LP9961）

LP9961 系列電流模式 LLC 為方案核心控制單元，相比傳統(tǒng)電壓模式 LLC 具備顯著優(yōu)勢(shì)：

諧振槽采用電流模式運(yùn)行，實(shí)時(shí)檢測(cè)諧振電容電壓與電流，實(shí)現(xiàn)雙向能量控制，響應(yīng)速度更快；

工作頻率覆蓋 25kHz~1MHz，適配寬范圍工況；

內(nèi)置 ZCS 規(guī)避電路，通過(guò)檢測(cè)諧振電流極性，避免啟動(dòng)、負(fù)載突增、輸出短路時(shí)進(jìn)入容性區(qū)，防止橋臂直通與體二極管反向恢復(fù)損壞；

CBC 逐波限流功能，輸出短路時(shí)可將諧振槽電流限制在 20A 以內(nèi)，多次限流后進(jìn)入保護(hù)停機(jī)；

內(nèi)置 OTP 可編程單元，支持 100 余項(xiàng)參數(shù)離線燒錄調(diào)試，適配多場(chǎng)景量產(chǎn)需求；

軟起動(dòng)過(guò)程中諧振電流、電壓平穩(wěn)上升，無(wú)過(guò)沖，ZCS 規(guī)避功能持續(xù)生效，提升開機(jī)可靠性。

實(shí)測(cè)負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)：25%~100% 負(fù)載跳變 0.42Vp-p，0%~100% 負(fù)載跳變 0.75Vp-p，25%~150% 負(fù)載跳變 0.7Vp-p，可完美適配 AI PC、高端顯卡瞬時(shí)大功率波動(dòng)。

【次級(jí)】LLC 同步整流（LP3525D）

針對(duì) 1KW 大電流輸出場(chǎng)景，方案采用 LP3525D 同步整流芯片：

具備雙邊獨(dú)立開爾文走線，適配大功率應(yīng)用，PCB 布線更便捷；

采用自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)策略，輕載時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓 3.58V，降低驅(qū)動(dòng)損耗；滿載時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓 8.79V，減小同步整流管導(dǎo)通電阻，實(shí)現(xiàn)全負(fù)載段效率最優(yōu)；

芯茂微同步整流系列覆蓋 120V–300V 耐壓，可適配低壓大電流、高壓輸出等多類電源場(chǎng)景。

【輔助系統(tǒng)】低待機(jī)功耗供電方案

LP8102 X 電容放電 + 高壓?jiǎn)?dòng)芯片：700V 耐壓，10mA 啟動(dòng)電流，支持交流偵測(cè)與 X 電容主動(dòng)放電，90–265Vac 輸入下待機(jī)功耗僅 33–46mW，顯著低于傳統(tǒng)電阻放電方案；

5VSB 輔助電源：采用原邊 LP8728A 反激芯片 + 副邊 LP15R060S 同步整流芯片，固定頻率 SSR 架構(gòu)，實(shí)現(xiàn) 5V/3A 穩(wěn)定輸出，轉(zhuǎn)換效率最高達(dá) 82.66%。

四、全工況實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

1. 效率實(shí)測(cè)（優(yōu)于 80Plus 金牌標(biāo)準(zhǔn)）

2. 輸出精度與紋波

五、方案橫向?qū)Ρ?/p>

六、量產(chǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與避坑

SiC 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：采用 LP7012A 專用驅(qū)動(dòng)，保留 DSAT 保護(hù)與米勒鉗位功能，避免通用驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致的柵極串?dāng)_與欠驅(qū)動(dòng)問(wèn)題；

LLC 參數(shù)配置：通過(guò)脫機(jī)編程器調(diào)試 OTP 參數(shù)，重點(diǎn)優(yōu)化 ZCS 規(guī)避閾值、CBC 限流值、軟起動(dòng)時(shí)序，適配不同變壓器參數(shù)；

工藝優(yōu)化：采用單面貼片布局，簡(jiǎn)化 SMT 流程，降低制造難度，提升批量生產(chǎn)良率；

EMI 優(yōu)化：SiC MOS 自身 EMI 性能優(yōu)異，配合 CCM PFC 小電流紋波特性，可簡(jiǎn)化濾波電路，降低 BOM 成本；

輔助電源：選用 LP8102 集成高壓?jiǎn)?dòng)與 X 電容放電方案，替代傳統(tǒng)電阻，降低待機(jī)功耗，滿足能效認(rèn)證要求。

七、企業(yè)技術(shù)支撐

芯茂微為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的 AC-DC 電源管理芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，具備設(shè)計(jì) - 研發(fā) - 封測(cè)全鏈條能力：

產(chǎn)業(yè)布局：深圳總部、上海研發(fā)中心、長(zhǎng)沙工程技術(shù)中心，以及湖南衡陽(yáng)車規(guī)級(jí)封測(cè)廠，總投資 1.5 億元，年產(chǎn)能 20 億片；

產(chǎn)品矩陣：量產(chǎn)型號(hào)超 2000 款，覆蓋 1W~20KW 功率范圍，包含 PFC、LLC、同步整流、SiC 驅(qū)動(dòng)等全拓?fù)湫酒?/p>

可靠性保障：自建可靠性實(shí)驗(yàn)室，可完成 HTRB、HTOL、HAST、PCT 等全項(xiàng)可靠性測(cè)試，產(chǎn)品通過(guò)車規(guī)級(jí) AEC-Q100 認(rèn)證驗(yàn)證；

技術(shù)服務(wù)：提供脫機(jī)編程工具、方案參考設(shè)計(jì)、量產(chǎn)調(diào)試支持，縮短客戶開發(fā)周期。

八、適用場(chǎng)景

該 1KW SiC 金牌 ATX 電源方案可廣泛應(yīng)用于：

高端 AI 臺(tái)式機(jī)、旗艦電競(jìng)主機(jī)供電；

小型服務(wù)器、工作站電源系統(tǒng)；

工業(yè)控制、高端桌面設(shè)備、工控主機(jī)供電；

需 80Plus 金牌認(rèn)證的高性能 ATX 電源產(chǎn)品。

總結(jié)

芯茂微 1KW 碳化硅金牌 ATX 電源方案，基于全鏈路國(guó)產(chǎn)自研 AC-DC 芯片架構(gòu)，通過(guò) CCM PFC、電流模式 LLC、SiC 專用驅(qū)動(dòng)、自適應(yīng)同步整流等技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)了效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、可靠性與量產(chǎn)性的協(xié)同優(yōu)化。方案不僅突破傳統(tǒng)硅基器件效率瓶頸，解決了 SiC 器件應(yīng)用易損壞、驅(qū)動(dòng)難匹配的行業(yè)痛點(diǎn)，同時(shí)憑借單面貼片工藝、全自研芯片供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，降低了電源開發(fā)與量產(chǎn)成本。

該方案可為電源廠商提供高性能、高可靠、易落地的 1KW 級(jí) ATX 電源參考設(shè)計(jì)，是高端桌面及小型服務(wù)器平臺(tái)供電方案的優(yōu)質(zhì)選擇。

審核編輯 黃宇