最优秀地同步整流驱动ICUCC24610Word格式文档下载.docx

1、 1.6漏入、2.0源出的栅驱动阻抗； 自动轻载管理； 可调输入的保护特色； 20ns典型的关断比例延迟； 可以直接从5V输出电压供电； 可以从休眠和轻载模式下同步唤醒； 最少的外部元件；由UCC24610作反激变换器同步整流的电路如图1： 图1 UCC24610 做反激电路同步整流的基本应用电路由UCC24610作LLC谐振半桥同步整流的电路如图2： 图2 UCC24610 做半桥电路的同步整流驱动电路UCC24610的部方框电路如图3： 图3 UCC24610 的部等效方框电路* UCC24610外部引脚功能如下： 1PIN SYNC 栅关断同步端 在SYNC端一个下降沿立即令栅电压为低电

2、平，将MOSFET关断，异步端到源漏电压，而不管TON时段的状态，当功率变换器在CCM下工作时，在开关变换器的命令下必须关断控制MOSFET，将SYNC接到初级侧变换器的信号处，用一支高压电容隔离，或变压器隔离，或其他合适的元件，连续的低电平在SYNC端将会使栅电平一直为低。 2PIN EN/TOFF 使能功能和关断时段调节端，当VCC电平降到VCC（OFF）以下时，UCC24610处在UVLO模式，EN/TOFF端在IC经过一支10K电阻接到GND，部电流源也关断，当VCC超过VCC（ON）之后，10K电阻被移去，电流源开启，此后，当EN/TOFF超过VEN（ON）时，UCC24610进入运

3、行模式，而EN/TOFF降到VEN（OFF）以下时，UCC24610进入休眠模式，EN/TOFF端的电压还去调节可控制MOSFET的最小关断时间，EN/TOFF在IC部由两个水平的电流源驱动，所以EN/TOFF端上的电压可以由从EN/TOFF端到GND连接的电阻值决定。EN/TOFF在部驱动两倍电流IEN-STAR去实现使能阈值电压VEN（ON），然后进入正常的运转模式水平（IEN-ON），再调节TOFF时间，换句话说，所希望的EN/TOFF电压可以用一个外部电流源强制，调节TOFF时间可以抑制栅GATE端的输出，达到所希望的间隔，并防止由谐振或关断噪声造成的可能的虚假触发。TOFF时段在VD

4、电压超过1.5V时触发，之后GATE端从高电平到低电平。 3PIN TON 导通时段调节端，调节最小的导通时段，可以用从TON到GND接一支电阻来完成。当控制的MOSFET栅导通时，一些振铃噪声会产生出来，最小导通时段消隐VD-VS比较器，保持所控制的MOSFET处在导通状态，至少可以调节最小时间，这个时间还决定轻载时的关断点。在TON时间超出前，如果VD-VS降到5mV阈值以下。控制器传输在下一个开关周期进入轻载模式。在TON超出后，当VD-VS降到5mV以下时，器件在下一个开关周期仍旧处在运行工作状态。 4PIN VCC IC供电端，接一个直流电压给VCC，用一支0.1F电容旁路到GND，

5、PCB轨迹要最短，VCC供电给UCC24610全部电路，欠压锁定比较器可令VCC到VCC（ON）以上才工作，在VCC降到VCC（OFF）以下时安全地关断，当VCC降到VCC（OFF）以下出现时，GATE端立即降低，EN/TOFF也立即给10K电阻接到GND。 5PIN GATE 外部MOSFET的栅驱动端，通过小阻值电阻接到所控的MOSFET，引线要最短，以实现最佳的开关特性。GATE输出可达到1A峰值，源出电流、漏入电流可达到2A，即驱动足够大的MOSFET，在休眠模式或UVLO时，GATE端立即降到GND，大约只有1.6，当VCC=1.1V时，GATE端立即到GND，大约为80。 6PIN

6、 GND IC的公共端，对GATE驱动器为参考电平，UVLO比较器EN/TOFF比较器，EN/TOFF时段，TON时段，外接一0.1F瓷介电容旁路从VCC到GND。 7PIN VS端 源检测电压端，将此端接到外部所控MOSFET的源极，要以最短路径，要有最小的等效串联电感。 8PIN VD端 漏检测电压端，将此端接到外部所控MOSFET的漏极，要以最短路径，最小的等效串联电感，VD必须大于1.5V，TOFF时段必须在器件打开保险之前能控制MOSFET在下个周期导通。一旦保险打开控制MOSFET在VD降到150mV低于VS时导通。在栅驱动输出为高时，TON时段被触发，GATE仍旧为高电平，至少要

7、超过所调解的TON时段。除非在SYNC输入的脉冲被检测。在TON超出后，GATE输出在VD-VS电压减到5mV时关断，在TON超出前，如果VD-VS减小到5mV。控制器进入轻载模式，GATE脉冲在下一个开关周期被抑制。当VD电压增加到1.5V时，TOFF时段被触发，防止GATE输出，从导通进入TOFF时段。 9PIN IC底部散热端（仅QFN封装），此端接至PCB板的GND以改善散热特性。* UCC24610共有五种工作状态，如下：UVLO模式当VCC电压没有达到VCC（ON）的阈值时，或者降到UVLO阈值以下时，器件工作在低功耗的UVLO模式。在此模式中，多数部功能被禁止，ICC电流低于10

8、0A。在这种模式下，EN电流源关断，部10K电阻接于EN/TOFF端到GND之间，EN/TOFF上的电压不相干。GATE端输出为低，对VCC1.2V，一直如此，当VCC增加超过VCC（ON）阈值时，UVLO模式非常像休眠模式，除非VCC电流达到ICC（start）水平。Sleep模式休眠模式为低功耗模式，与UVLO模式很相似，在由外部控制强制VEN低于VEN（off）阈值进入此模式。休眠模式可以用来减少器件工作损耗到低于1mW，VCC电流减少到ICC（stby）水平，外部控制被任何部时间条件取代，且立即强制GATE输出为低电平，进入休眠模式，许多部电路关闭，以减小功耗，当VEN复原到VEN（O

9、N）阈值以上时，器件走出休眠模式，同时在大约25S后进入轻载模式，并允许部电路重新加电到设置状态。RUN模式运行模式是控制器正常工作模式，此时已不在UVLO或休眠或轻载模式。在此模式下，VCC电流比较高，因为全部电路都在工作，GATE输出去驱动所控制的MOSFET作同步整流，VCC电流为ICC（ON）的总和加上驱动负载及GATE输出所必须的平均电流，GATE输出占空比取决于系统线路及负载条件，可调的TON和TOFF时段，以及同步脉冲的时段。Light-load模式轻载模式是一个低功耗工作模式，它很像休眠模式，除非这种模式自动进入基于部时基条件，轻载模式自动减少在轻载条件下的开关损耗。它用抑制G

10、ATE输出脉冲的方法执行。无论何时都去检测同步导通时间，令其少于可调整的最小导通时间（TON），VCC电流减小到ICC（ON）的水平。此时，轻载模式中，MOSFET的体二极管导通时间仍旧是连续监视的，此时，检测的时间超出TON时，器件在下一个开关周期回到运行模式。故障模式及其它保护功能故障模式是一种自行保护的工作模式，控制器此时在可能的端子上检测出单一故障，在此模式中，器件进入关断状态（但不是休眠）器件驱动GATE输出为低电平，特定条件下，在RTON301K或RTON8.7K时，进入故障模式。故障模式防止进入过度条件，或不明确的导通时间，以及超出TON条件下的电流。相似的保护也提供给EN/TO

11、FF端，在故障没检测出来时，如果这段TOFF变成开路，有最小0.65s的时间，如果短路到GND，器件进入休眠模式，此外如果SYNC输入连续为低于触发电平阈值电压，GATE输出为低即进入此阶段，SYNC仍旧为此条件。* 应用信息正常工作UCC24610为绿色电源的同步整流器控制器。在VCC从0V增加时，开始进入UVLO模式，从EN/TOFF端的使能电流被禁止，直到VCC超过VCC（ON）的阈值，保持在激活状态，直到VCC超过VCC（OFF）阈值。EN/TOFF端上的电压决定控制器使能与否。控制器工作在正常运转模式下，此时使能电压（VEN）超过使能阈值VEN（ON），一直工作到VEN超出VEN（O

12、FF）阈值。在控制器使能后，VEN调节最小关断时间，它反比于VEN电压，两种状态的使能电流允许一个低值电阻REN（OFF）产生足够超出VEN（ON）的电压，进入启动状态。用一支电阻从EN/TOFF接到GND产生VEN。VEN的值基于IEN的大小，IEN流过此电阻，见图4。或者VEN由部电压源驱动提供超过VEN（ON）的电压，100ns，然后开始启动，并达到设置水平。图4 UCC24610 的EN/TOFF端电平变化曲线UCC24610作为同步整流控制器，用比较MOSFET的漏源电压来决定SR-MOSFET的导通时间，应对导通阈值和关断阈值。GATE输出在VDS超过VTH（ON）时为高电平。在V

13、DS低于VTH（OFF）时为低电平，如图5。图5 UCC24610 检测VDS电平给出栅驱动脉冲注意，因为有限的比例和上升时间，SR-MOSFET体二极管可能在VTH（ON）被超出后导通短暂时间，还有体二极管在VTH（OFF）被超出后会流过残余电流。波形如图5中描述，在反激电路中同步整流工作期间可以监视。当然，在电路中实际波形很难像图5中这样清晰，寄生电感和寄生电容造成在弯曲点处的谐振尖峰。UCC24610有控制时段并调节选择，帮助防止振铃，使之合适地工作，图6示出更实际的波形及部控制时段。 图6 UCC24610 的栅驱动波形随时序的变化最小导通时间Ton，用Ton端到地的电阻调节，消隐关断

14、时的谐振，防止GATE由于噪声和振铃从假的穿过VTH（OFF）开始关断Ton由GATE导通被触发，参看下面Ton调节部分。最小关断时间用从2PIN到GND的电阻来调节，去消除开启时的谐振，防止GATE由于超出的Coss谐振振铃，从假的穿过VTH（ON）开始导通，Toff由VDS跨过VTHARM在GATE关断后被触发。参看后面Toff调节部分。GATE输出级在控制器有了开关周期时才导通，控制器在每个成功的SR周期Toff出现之后才装备起来。在高频应用中，一个过长的Toff可能与GATE的导通时段在下一个周期干扰。如果Toff还没有从先前的周期中出现，GATE导通将会延迟。* 轻载工作在正常工作期

15、间，同步整流器导通时间比调节的最小导通时间长。如果负载电流减小到足够小，SR导通时间变得很短，超过可调的最小导通时间，轻载条件即检测出来，轻载闩锁即设置，下一个GATE输出脉冲被消隐，所以仅有的MOSFET的体二极管导通，这个SR导通时间和最小导通时间之间的比较在每个开关周期都出现，无论GATE输出脉冲使能或消隐。当负载电流增加到足够大时，体二极管导通时间变得长过可调整的最小导通时间，轻载闩锁即被消除，下一个GATE输出脉冲使能其控制的MOSFET仍作同步整流操作。图7展示进入轻载模式的DCM的反激变换器随着负载减小的应用。在图8中，展示出返回正常运转。 图7 轻载模式下UCC24610的工作波形 图