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支持多种工作模式的同步整流芯片U7116

2023-12-14 14:44:13 

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 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 DCMQR 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QCPD 等协议的快充领域

6.支持 High Side 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 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 -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ICLoop2的面积尽可能小。

3.HVDrain建议串联30~200Ω的电阻,推荐典型值100ΩHV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.R1C1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。

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