前言

在充電頭網(wǎng)舉辦的 2026（春季）亞洲充電大會上，芯茂微系統(tǒng)應(yīng)用中心總監(jiān)劉寬帶來了《芯茂微1000W全模組 80Plus金牌 碳化硅ATX電源解決方案》主題分享。

演講圍繞一套 1000W 級 ATX 電源平臺展開，重點(diǎn)介紹了該方案在效率、拓?fù)洹討B(tài)響應(yīng)、保護(hù)設(shè)計(jì)以及制造工藝等方面的實(shí)現(xiàn)思路，展現(xiàn)出碳化硅器件在高功率 PC 電源領(lǐng)域的進(jìn)一步落地趨勢。

這是一套面向高性能 PC 電源市場的全模組、全 DC-DC 輸出平臺，支持 90-264Vac 寬范圍輸入，目標(biāo)直指 80 Plus 金牌標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)測總輸出功率達(dá)到 1003.7W，在 115Vac 和 230Vac 條件下都取得了較為突出的效率表現(xiàn)，同時在紋波、穩(wěn)壓精度和保持時間等關(guān)鍵指標(biāo)上也達(dá)到較高水準(zhǔn)。

這邊也將該產(chǎn)品的整體方案附上，讓大家有個更好的參考。

效率表現(xiàn)接近更高等級平臺

這套 1000W ATX 電源在 115Vac 輸入下，20%、50%、100% 負(fù)載效率分別達(dá)到 90.73%、91.46%、88.5%；

在 230Vac 輸入下，則分別達(dá)到 92.15%、93.24%、91.34%。其中 230Vac、50% 負(fù)載下 93.24% 的效率，實(shí)際效率已經(jīng)非常接近鉑金水準(zhǔn)。

除了滿載與中載效率，這套方案在輕載與待機(jī)場景下也進(jìn)行了專門優(yōu)化。其 20W 輕載效率達(dá)到 69.08% 和 70.31%，5VSB 單獨(dú)工作效率也明顯高于標(biāo)準(zhǔn)門檻。對于 PC 電源來說，這關(guān)系到整機(jī)長期待機(jī)能耗和實(shí)際使用體驗(yàn)的重要指標(biāo)。

前級PFC強(qiáng)調(diào)碳化硅器件與專用驅(qū)動協(xié)同

在前級架構(gòu)上，這套方案采用 CCM 模式 PFC，并配合 SiC 專用驅(qū)動。

PFC 部分采用 LP6655 控制器，外加 LP7012A 碳化硅專用驅(qū)動芯片，構(gòu)成前級高功率升壓單元。之所以選用 CCM 模式，核心原因在于連續(xù)導(dǎo)通模式下電感電流更平滑、峰值更低、電流紋波也更小，更適合千瓦級電源平臺。

相比“使用 SiC MOS”這種表面層面的升級，碳化硅 MOS 在不同柵壓下導(dǎo)通電阻差異非常明顯，一旦系統(tǒng)異常導(dǎo)致驅(qū)動電壓下降，器件導(dǎo)通損耗會迅速上升，在大電流工作狀態(tài)下甚至可能在極短時間內(nèi)損壞。也正因?yàn)槿绱耍琒iC 在高功率 PFC 中不能只換功率管，還必須配套具備針對性保護(hù)能力的專用驅(qū)動。

LP7012 的價值就在這里。這顆芯片具備 Dsat 退飽和保護(hù)、Miller 鉗位、過流保護(hù)、故障反饋以及延時重啟等功能，重點(diǎn)就是解決碳化硅器件在欠驅(qū)動、誤導(dǎo)通和異常關(guān)斷等場景下的安全問題。

比如當(dāng)輸出短路導(dǎo)致 Vcc 下跌時，SiC 管的驅(qū)動電壓也會跟著下降，Vds 壓降隨之升高；當(dāng)這一壓降達(dá)到 LP7012 的 Dsat 閾值后，驅(qū)動器便會啟動保護(hù)，避免器件進(jìn)入危險(xiǎn)工況。

電流模式LLC兼顧效率、動態(tài)與異常保護(hù)

在后級部分，這套方案采用電流模式 LLC，主控芯片為 LP9961系列，并搭配同步整流方案。與傳統(tǒng) LLC 更強(qiáng)調(diào)穩(wěn)態(tài)效率不同，LP9961 通過對諧振槽電流、電壓進(jìn)行實(shí)時檢測，實(shí)現(xiàn)每周期能量上下沿受控，因此在負(fù)載變化較大的場景下有更好的響應(yīng)能力。

從實(shí)測表現(xiàn)來看，這套方案在 25%~100% 動態(tài)負(fù)載下輸出波動僅為 0.42Vp-p，在 0%~100% 動態(tài)下為 0.75Vp-p，在 25%~150% 的高強(qiáng)度過載動態(tài)下也僅為 0.7Vp-p。

對于 ATX 電源來說，這種動態(tài)響應(yīng)能力尤其重要。如今高性能顯卡、處理器瞬態(tài)負(fù)載變化越來越劇烈，電源平臺不僅要有足夠的額定功率，更要有快速、穩(wěn)定的動態(tài)跟隨能力。

傳統(tǒng) LLC 在啟動、負(fù)載突增、短路等極端狀態(tài)下，如果開關(guān)頻率跑到諧振頻率以下，就可能進(jìn)入容性區(qū)，導(dǎo)致橋臂 MOS 工作在 ZCS 狀態(tài)，引發(fā)體二極管反向恢復(fù)、大瞬時直通電流以及更差的 EMI 表現(xiàn)，嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓸虮蹞p壞。LP9961 則通過檢測諧振槽電流極性，對開關(guān)時刻進(jìn)行調(diào)整，從而盡量規(guī)避系統(tǒng)進(jìn)入危險(xiǎn)的 ZCS 區(qū)域。

這項(xiàng)能力的意義并不只是多一個保護(hù)點(diǎn)，而是直接提升了高功率 LLC 平臺在啟動、短路和異常負(fù)載切換時的容錯能力，也讓整機(jī)設(shè)計(jì)在器件選型和可靠性控制上擁有更大的余量。

同步整流、待機(jī)優(yōu)化與可編程能力補(bǔ)齊平臺細(xì)節(jié)

同步整流部分，這套方案采用 LP3525D。該系列覆蓋不同耐壓與壓降規(guī)格，適用于低壓大電流和高壓輸出等多類場景。

其輕載時會降低驅(qū)動電壓，以減少柵極充放電帶來的損耗；滿載時則提升驅(qū)動電壓，以降低 MOS 導(dǎo)通阻抗，進(jìn)一步提升大負(fù)載效率。

待機(jī)功耗方面，方案還引入 LP8102 這顆 X 電容放電 + 高壓啟動芯片。其在不同輸入電壓下的待機(jī)功耗可控制在 33mW 到 46mW 區(qū)間，相較傳統(tǒng) X 電容放電/啟動電阻方案，在高壓輸入下優(yōu)勢更為明顯。

另外一個值得關(guān)注的點(diǎn)，是 LP9961 的 OTP 可編程能力。該芯片支持對啟動、電壓采樣、保護(hù)閾值、恢復(fù)時序、死區(qū)時間、最大最小頻率、輕載模式閾值等多個參數(shù)進(jìn)行燒錄配置，并可通過脫機(jī)編程器進(jìn)行調(diào)試和量產(chǎn)前校驗(yàn)。

對電源廠商來說，這種可編程能力意味著平臺調(diào)試效率更高，也更適合系列化產(chǎn)品開發(fā)。

制造工藝同樣是方案亮點(diǎn)

除了電氣性能，這套方案在制造層面也做了針對性優(yōu)化。整套電源平臺采用貼片全在正面的設(shè)計(jì)，背面沒有貼片器件，工藝更簡化，也更利于提高制造直通率。對于 1000W 級 ATX 電源這類既看重性能、又看重成本和量產(chǎn)效率的產(chǎn)品來說，制造友好性本身就是方案競爭力的一部分。

從整體思路看，這套方案并不是單純依賴某一顆芯片拉高參數(shù)，而是通過前級 SiC PFC、后級電流模式 LLC、同步整流、待機(jī)功耗優(yōu)化以及單面貼裝工藝協(xié)同配合，去平衡效率、EMI、保護(hù)、安全性和量產(chǎn)可行性。這也是它最值得行業(yè)關(guān)注的地方。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

芯茂微此次分享的這套 1000W 碳化硅金牌 ATX 電源解決方案，展示的不只是高效率結(jié)果，更重要的是一整套圍繞高功率 PC 電源展開的系統(tǒng)級設(shè)計(jì)思路。無論是前級 SiC 專用驅(qū)動對異常工況的處理，還是后級電流模式 LLC 在動態(tài)響應(yīng)、ZCS 規(guī)避和短路保護(hù)上的強(qiáng)化，都說明高端 ATX 電源當(dāng)前更加看重系統(tǒng)能力。

當(dāng)前高性能顯卡、AI PC 和高功率桌面平臺持續(xù)發(fā)展，未來電源市場對效率、瞬態(tài)響應(yīng)、待機(jī)能耗、可靠性和制造可落地性的要求只會越來越高。芯茂微這套方案的價值，就在于為行業(yè)提供了一個較完整的高功率電源實(shí)現(xiàn)樣本，也讓外界看到碳化硅器件和可編程控制平臺在 ATX 電源領(lǐng)域更進(jìn)一步的應(yīng)用潛力。