冰箱电源 | 必易微提供一站式家用冰箱电源解决方案
随着节能新标准政策发布以及智能家居的覆盖率增加，消费者愈加青睐于高能效变频且附带智能属性的家电产品。变频冰箱和 LCD 大屏冰箱作为白电市场占有率较高的产品，整机半导体需求量也在持续增长。
(相关资料图)
必易微作为一家高性能模拟及数模混合芯片供应商，在 AC-DC 转换、显示板供电、冷藏室 LED 照明、阀门的驱动、Wi-Fi 模块供电、变频板主芯片供电及 MOS 的栅极驱动、显示屏系统提供一站式的电源解决方案，可以帮助客户打造完整、可靠的冰箱电源管理系统。
图 1. 传统变频冰箱系统框图
图 2. LCD 大屏冰箱系统框图
DC-DC 方案
必易微专门为白电应用打造的第三代解决方案 KP522302E 也同样非常适合冰箱应用，此款芯片有着优秀的效率，EMC，动态及抗浪涌表现，详细内容可以参考上一篇“空调电源 | 必易微提供一站式家用空调电源解决方案”。
KP522302E 除了上述优点非常适合冰箱应用外，其高精度输出特性也可以进一步帮助客户提高系统可靠性，高精度输出主要表现在下面三方面：
1、高精度低温漂基准
常温 1% 的高精度基准，超低温漂，从根本上保证全温静态工作条件下输出电压的稳定。
图 3. 基准电压与结温关系曲线
2、优秀的负载调整率
全负载范围内实现 0.8%（轻载高效版本）和 0.46%（定频版本），可以保证整个负载范围内的高精度电压输出。
图 4. 负载调整率, VIN = 12V
3、超高精度的输入电压调整率
冰箱体积庞大，各电路模块分布分散，Wi-Fi 模块、显示板&屏 12V 供电经过 2 米左右的电缆从主板取电，特有的结构导致在开关机时或者 12V 有快速 dI/dt 电流的变化时，DC-DC 输入端会产生比较高的 Overshoot，此时需要 DC-DC 有强壮的耐压能力和良好的输入电压动态调整率。
KP522302E 输入电压可以支持到 30V，完全胜任此工作场景。另外此芯片有着优越的输入电压动态调整率，在 50V/ms 输入动态变化时 5V 输出只有 10mV 左右的波动。
图 5. 2A load， 12VIN——>15VIN ， SR = 50V/ms
图 6. 2A load， 15VIN——>12VIN， SR = 50V/ms
表 1. DC-DC 方案选型表
现在冰箱冷藏室照明都是 LED 光源，采用 12V 恒压驱动方式，LED 灯条串联电阻进行限流和分压。
已经有很多国家要求冰箱冷藏室照明也要符合照明灯具产品的能效标准，如欧洲的 EU2019/2020。当前恒压驱动方式的效率只有 75%。据称欧美在制定更加苛刻的光效标准，冰箱需要采用更高效率的驱动方式来应对最新的标准。
KP512318 是一颗 4V-24V 输入，开关频率为 1MHz 的降压 LED 驱动。集成完备的保护功能，如 LED 开路，LED 短路到地，LED 两端短路，电流取样电阻开短路保护，输入过压保护，温度保护等。
图 7. KP512318 简化应用电路
优势 1、高能效
内部集成 115mΩ 主开关管和 60mΩ 同步整流管，可以支持 2A 持续输出电流。100mV 超低且精确的 FB 电压，整体转换效率非常高，3 颗灯 1A 的效率为 91.2%，即使 90mA 的负载电流对应的效率也高达 89%。
图 8. KP512318 效率曲线
优势 2、兼容当前 PWM 调光方式，更好的调光效果
KP512318 支持 10Hz-200kHz PWM 调光，可以实现 3%-100% 范围调光，输出为模拟调光，PWM 转模拟输出线性度非常好。这种方式没有频闪，不会产生低频噪声，所以对冰箱应用更加友好。
图 9. PWM 转模拟调光电路
图 10. PWM 转模拟输出线性度
优势 3、布板灵活
采用了 SOT23-6 封装，支持单面板 layout 及波峰焊工艺，驱动芯片既可放置在冰箱主板上面，也可以放置在 LED 灯条上面。
优势 4、高精度及完备的保护
3% 精度的恒流控制，齐全的保护特性，助力进一步提高系统的可靠性。即使 1-2 颗的 LED 发生短路也可以保证电路正常可靠工作。
表 2. LED 驱动方案选型表
AC-DC 方案
方案 1、反激方案
KP3667X 是集成 700V 高压 MOS 的 SSR 功率开关管系列产品，包含 KP36673、KP36674 和 KP36675。它内置 700V 高压启动 JFET，可以省去启动电阻，降低启机延迟和待机功耗；内部具有高精度 132kHz 开关频率振荡器，且带有抖频功能以优化 EMI；集成完备的保护功能。
KP3637X 是集成 700V 高压 MOS、带 Line OVP/BOP 功能的 SSR 功率开关管系列产品，包含 KP36373 和 KP36374。Line OVP/BOP 功能使电源在输入电压异常时停机保护，从而增加了电源的可靠性；KP3637X 可以满足 DC 输入和 AC 输入两种配置方式。
KP3018X 是集成 800V 高压 MOS 的 DCM PSR 反激功率开关管系列产品，包含 KP30182 和 KP30183。该系列产品具有单点失效保护，任意引脚开路或者短路故障下 IC 不会损坏、输出电压也不超标。
KP30584 是集成 800V 高压 MOS 的 QR PSR 反激功率开关管。该产品同样具有单点失效保护，同时，QR 工作模式效率比 DCM 高，18W 以上的应用采用 QR 工作模式更有优势。
KP2202 是一款集成高压启动、X 电容放电、输入过压/欠压保护、支持最高 500kHz 的 SSR 反激控制器。它采用谷底锁定模式，搭配 Coolmos 或者 GaN 等高频器件，可以把电源频率做高，大幅度降低电源尺寸。
方案 2、PFC 方案
KP2806 是一款高性能、准谐振式（QR）升压型（Boost）恒压功率因数校正（PFC）控制器，可自适应地工作在临界导通模式（CRM）和断续导通模式（DCM）。芯片采用 SOT23-6 封装，通过多功能管脚复用，真正做到了小而精的特点，占用更小的 PCB 空间，方便客户实现更小的体积和更低的设计成本。
表 3. AC-DC 方案选型表
栅极驱动方案
方案：栅极驱动器
KP8563X 是一款 650V 耐压，拉电流/灌电流分别为 200mA/350mA 的三相半桥栅极驱动器，专用于三相全桥功率 MOSFET 或 IGBT 驱动电路。开关节点可以容忍 -7V 以上负压和至少 50V/ns 的电压变化率，系统抗干扰性强。芯片同时集成了欠压闭锁、带自动故障清除的过流保护、故障指示以及使能脚等功能。欠压闭锁保护功能防止功率管在过低的电压下工作。过流保护阈值和故障锁存时间可通过外部电阻设置，系统外围电路简单。发生过流或欠压关断时芯片提供漏极开路输出的故障指示信号。使能引脚可方便控制芯片工作与否。
KP8530X 是一款 650V 耐压，集成自举二极管的半桥栅极驱动器，具有 300mA 拉电流和 600mA 灌电流能力，专用于驱动功率 MOSFETs 或 IGBTs。KP8530X 具有良好的电流输出及出色的抗瞬态干扰能力。在输入逻辑引脚 -5V，开关节点 VS -7V 情况下可保证系统正常工作，同时支持高达 50V/ns 的 dv/dt 变化。KP8530X 还具有完善保护功能，包括：输入浮空或输入脉冲宽度不足时，芯片输出保持低电平；内置互锁和死区保护功能可防止高低侧驱动同时打开，同时芯片还具有高侧和低侧 UVLO 保护。
表 4.栅极驱动器方案选型表
总结
目前，必易微推出的一站式芯片解决方案仍然在持续丰富和完善。在家用冰箱应用方面，必易微产品具有高精度、高可靠性、低成本、低能耗等诸多优势，是客户整体芯片解决方案的最佳选择。
