支持多种工作模式的同步整流芯片U7116
同步整流芯片U7116是一款高频率、高性能、CCM 同步整流开关,可以在 GaN 系统中替代肖特基整流二极管以提高系统效率。U7116内置有 VDD 高压供电模块,无需辅助绕组供电可稳定工作,系统上支持 High Side 和 Low Side 配置,兼顾了系统性能和成本。U7116的快速关断功能可以帮助功率器件获得较低的电压应力,可支持断续工作模式 (DCM)、准谐振工作模式 (QR) 及连续工作模式 (CCM)。其内部集成有智能的开通检测功能,可以有效防止反激电路中寄生参数振荡引起的同步整流开关误开通。
同步整流芯片U7116主要特点:
1. 内置 100V MOSFET
2. 支持反激、有源钳位反激拓扑
3. 支持 DCM、QR 和 CCM 工作模式
4. 集成 180V 高耐压检测电路和高压供电电路,无需 VDD 辅助绕组供电
5. 支持宽范围输出电压应用,特别适用于支持QC、PD 等协议的快充领域
6. 支持 High Side 和 Low Side 配置
7. <30ns 开通和关断延时
8. 智能开通检测功能防止误开通
9. 智能过零检测功能
10. 启动前 Gate 智能钳位
11. 封装类型 SOP-8
变压器副边续流阶段开始时,同步整流内置MOSFET的沟道处于关闭状态,副边电流Is 经MOSFET 体二极管实现续流,同时在体二极管两端形成一负向 Vds 电压 (<-500mV)。当负向 Vds 电压小于同步整流芯片U7116内置MOSFET开启检测阈值Vth_on (典型值-220mV),经过开通延迟Td_on (典型值 25ns),内置MOSFET的沟道开通。在同步整流内置 MOSFET 导通期间,U7116采样MOSFET 漏-源两端电压 (Vds)。当Vds 电压高于MOSFET 关断阈值Vth_of f (典型值 0mV),经过关断延迟 Td_of f (典型值 22ns),内置 MOSFET 的沟道关断。
PCB设计对同步整流的性能会产生显著影响,设计同步整流电路时建议参考详细规格书的布局设计,包含同步整流芯片U7116、变压器副边引脚和输出滤波电容等。
1. 副边主功率回路Loop1的面积尽可能小。
2. VDD电容推荐使用1μF的贴片陶瓷电容,尽量紧靠IC,Loop2的面积尽可能小。
3. HV到Drain建议串联30~200Ω的电阻,推荐典型值100Ω。HV检测点位置对CCM应力有影响,HV检测点离Drain引脚越远,CCM应力越小。High Side 配置中,建议HV通过R2电阻连接到输出电容的正端。
4. R1和C1构成同步整流开关的RC吸收电路,RC吸收回路Loop3的面积可能小。
5. Drain 引脚的PCB散热面积尽可能大。
6. SOP-8的封装框架与Drain引脚电位相同,芯片切筋后,框架金属有少量暴露,考虑到绝缘要求,外围元器件应与IC本体保持0.2mm 以上的绝缘距离。