UCD7138 具有體二極管導(dǎo)通感應(yīng)功能的單通道同步整流器驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè)

UCD7138器件是一款帶體二極管的 4A 和 6A 單通道 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器 傳導(dǎo)感應(yīng)和報(bào)告，是一款高性能驅(qū)動(dòng)器，允許 Texas Instruments UCD3138A數(shù)字 PWM 控制器，可實(shí)現(xiàn)高級(jí)同步整流 （SR） 控制。這 該器件包含一個(gè)高速柵極驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)體二極管導(dǎo)通感應(yīng)電路和一個(gè)導(dǎo)通器 延遲優(yōu)化電路。該器件適用于大功率、高效率隔離 需要 SR 死區(qū)時(shí)間優(yōu)化的轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。

UCD7138 器件提供非對(duì)稱軌到軌 4A 拉電流和 6A 灌電流峰值電流 驅(qū)動(dòng)能力。較短的傳播延遲和快速的上升和下降時(shí)間可實(shí)現(xiàn)高效的 在高頻下運(yùn)行。具有 –150 mV 閾值的內(nèi)部高速比較器可檢測(cè) 體二極管導(dǎo)通并將信息報(bào)告給 UCD3138A 數(shù)字功率控制器。這 UCD7138器件能夠感應(yīng)低至 10 ns 的體二極管導(dǎo)通時(shí)間。SR 開(kāi)啟邊緣 由 UCD7138 設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。SR 關(guān)斷邊沿由 UCD3138A 數(shù)字電源優(yōu)化 控制器，用于分析 UCD7138 DTC 報(bào)告的體二極管導(dǎo)通信息 針。
*附件：UCD7138 具有體二極管傳導(dǎo)感應(yīng)和報(bào)告功能的 4A 和 6A 單通道同步整流器驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)表.pdf

該芯片組的優(yōu)勢(shì)包括通過(guò)最小化體二極管來(lái)最大限度地提高系統(tǒng)效率 導(dǎo)通時(shí)間、穩(wěn)健快速的負(fù)電流保護(hù)和簡(jiǎn)單的接口。

特性

• 具有體二極管
  傳導(dǎo)感應(yīng)的低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器
• 柵極關(guān)斷邊沿體二極管導(dǎo)通
  報(bào)告
• Gate Turnon Edge Delay 優(yōu)化
• 與 UCD3138A系列數(shù)字功率控制器中的死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償 （DTC） 模塊配合使用：
  • 自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整
    柵極導(dǎo)通和關(guān)斷邊緣的死區(qū)時(shí)間
  • 負(fù)電流保護(hù)
• –150mV 體二極管傳導(dǎo)感應(yīng)
  閾值
• 能夠感應(yīng)
  低至 10 ns 的體二極管導(dǎo)通時(shí)間
• 4A 峰值拉電流和 6A 峰值灌電流驅(qū)動(dòng)
  電流
• 快速傳播延遲（典型值為 14ns）
• 快速上升和下降時(shí)間（典型值為 5ns）
• 高達(dá) 2MHz 的工作頻率
• 4.5V 至 18V 電源范圍
• 軌到軌驅(qū)動(dòng)能力
• V抄送欠壓鎖定 （UVLO）
• 6 引腳 3mm × 3mm WSON-6 封裝

參數(shù)

方框圖

一、概述

UCD7138是一款高性能的單通道同步整流器驅(qū)動(dòng)器，具有體二極管傳導(dǎo)感應(yīng)和報(bào)告功能。該器件適用于需要優(yōu)化死區(qū)時(shí)間的高功率、高效率隔離轉(zhuǎn)換器應(yīng)用，如LLC轉(zhuǎn)換器和硬開(kāi)關(guān)全橋轉(zhuǎn)換器。

二、特性

• ?高性能驅(qū)動(dòng)?：提供4A源電流和6A沉電流峰值驅(qū)動(dòng)能力，支持高達(dá)2MHz的操作頻率。
• ?體二極管傳導(dǎo)感應(yīng)?：內(nèi)部高速比較器具有-150mV閾值，可檢測(cè)體二極管傳導(dǎo)并在10ns內(nèi)報(bào)告給UCD3138A數(shù)字功率控制器。
• ?死區(qū)時(shí)間優(yōu)化?：通過(guò)UCD7138的開(kāi)通邊緣延遲優(yōu)化和UCD3138A的數(shù)字功率控制器分析體二極管傳導(dǎo)信息，實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整。
• ?負(fù)電流保護(hù)?：快速且魯棒的負(fù)電流保護(hù)，防止功率器件損壞。
• ?簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)?：與UCD3138A芯片組合使用，可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并消除生產(chǎn)中的諧振箱校準(zhǔn)需求。

三、引腳配置與功能

UCD7138采用6引腳WSON封裝，引腳功能包括：

• ?IN?：門驅(qū)動(dòng)輸入，連接至UCD3138A的數(shù)字控制器DPWM輸出。
• ?DTC?：體二極管傳導(dǎo)時(shí)間報(bào)告輸出，連接至UCD3138A的DTC0或DTC1引腳。
• ?V CC?：IC供電輸入，電壓范圍4.5-18V。
• ?OUT?：門驅(qū)動(dòng)輸出，連接至同步整流MOSFET的柵極。
• ?VD?：漏電壓感應(yīng)輸入，連接至受控MOSFET的漏極，用于檢測(cè)體二極管傳導(dǎo)。
• ?CTRL?：開(kāi)通邊緣優(yōu)化控制輸入，連接至地以禁用開(kāi)通邊緣優(yōu)化，或浮空/連接至邏輯高以啟用。

四、應(yīng)用

• ?LLC轉(zhuǎn)換器?：在LLC轉(zhuǎn)換器中，UCD7138和UCD3138A芯片組可使同步整流器近似理想二極管的行為，提高系統(tǒng)效率。
• ?硬開(kāi)關(guān)全橋轉(zhuǎn)換器?：適用于需要優(yōu)化死區(qū)時(shí)間以提高效率的全橋轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。

五、典型應(yīng)用電路

文件提供了半橋LLC轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用電路圖，詳細(xì)說(shuō)明了UCD7138和UCD3138A的連接方式以及如何在電路中實(shí)現(xiàn)體二極管傳導(dǎo)檢測(cè)和死區(qū)時(shí)間優(yōu)化。

六、設(shè)計(jì)指南

• ?布局建議?：包括驅(qū)動(dòng)器件應(yīng)盡量靠近電源和地、V CC旁路電容應(yīng)盡可能靠近驅(qū)動(dòng)器件放置等。
• ?DTC檢測(cè)窗口設(shè)置?：詳細(xì)說(shuō)明了如何通過(guò)測(cè)量VD、IN和DTC波形來(lái)設(shè)置DTC檢測(cè)窗口，以確保系統(tǒng)正確運(yùn)行。
• ?負(fù)電流故障保護(hù)設(shè)置?：介紹了如何通過(guò)設(shè)置UCD3138A的DTC模塊中的故障閾值寄存器來(lái)防止負(fù)電流發(fā)生。

七、性能提升

通過(guò)優(yōu)化同步整流器的開(kāi)通和關(guān)斷邊緣，UCD7138和UCD3138A芯片組可顯著提高系統(tǒng)效率。文件提供了優(yōu)化前后的效率對(duì)比曲線，展示了在不同負(fù)載條件下的效率提升。