氮化镓快充电源ic U8722DE优化系统轻载效率
氮化镓快充电源ic U8722DE集成高压E-Mode GaN FET,为了保障GaN FET工作的可靠性和高系统效率,芯片内置了高精度、高可靠性的驱动电路,驱动电压为VDRV (典型值 6.2V)。EMI性能为高频交直流转换器的设计难点,为此U8722DE通过DEM管脚集成了驱动电流分档配置功能。如下图所示,通过配置DEM管脚分压电阻值,可以选择不同档位的驱动电流,进而调节GaN FET的开通速度,系统设计者可以获得最优的EMI性能和系统效率的平衡。不同驱动电流档位的DEM电阻推荐值参考下图(以20V为例)。
当芯片结温超过TSD (典型值150℃) 时,氮化镓快充电源ic U8722DE停止工作,进入过热保护。当芯片温度下降至TRC (典型值 120℃),芯片重新启动。FB管脚电压反映了系统的功率需求,随着输出负载增大,当FB电压超过VFB_OLP (典型值 3.2V),芯片内部的OLP延迟计时使能,计时时间为TOLP_DELAY (典型值 75ms),当计时结束时,芯片触发OLP保护,芯片停止工作,进入自动重启保护模式。
一旦检测到故障,包含VDD过压保护、过温保护、输入欠压保护、输出过压保护、异常过流保护、输出过流保护、输出过载保护,氮化镓快充电源ic U8722DE立即停止开关动作并进入计时状态,同时VDD电压被高压供电电路钳位到VVDD_REG_ST (典型值12V),经过TRECOVERY (典型值 1.3s) 时间后如果故障仍然存在,那么系统将继续重复一个计时动作,如果故障状态消失,系统将重新启动。
氮化镓快充电源ic U8722DE采用峰值电流控制模式,可以自适应的工作在QR和降频工作模式,从而实现全负载功率范围内的效率优化。在满载和重载工况下,系统工作在QR工作模式,可以大幅降低系统的开关损耗。芯片根据FB电压值调节谷底个数,同时为了避免系统在临界负载处的FB电压波动导致谷底数跳变,产生噪音,U8722DE采用了谷底锁定工作模式在负载一定的情况下,导通谷底数稳定,系统无噪音。随着负载的逐渐降低,系统导通的谷底个数逐渐增加,当谷底数超过6个时,不再检测谷底电压,系统进入降频工作模式,通过进一步降低开关频率,减小开关损耗,优化系统轻载效率。