同步整流系列——誤開(kāi)篇

隨著能源的日益緊張，國(guó)家高度重視嚴(yán)格能效約束，推動(dòng)了各行各業(yè)的節(jié)能降碳。另外，隨著電源的能效標(biāo)準(zhǔn)（DoE Level VI和CoC Tier2）的頒布，電源的效率提高也是放到了各位攻城獅的面前，面對(duì)效率要求的不斷提高以及棘手的溫升問(wèn)題，同步整流應(yīng)運(yùn)而生，輕松化解上述難題。本期東科技術(shù)團(tuán)隊(duì)為各位fans分享關(guān)于同步整流那些事。

同步整流的定義

Synchronous Rectifier

同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專(zhuān)用功率MOSFET，來(lái)取代整流二極管以降低整流損耗的一項(xiàng)新技術(shù)。

同步整流的開(kāi)通和關(guān)斷機(jī)理

Synchronous Rectifier

市面上的大部分同步整流的控制原理是基于VDS電壓波形來(lái)判斷是否開(kāi)啟以及什么時(shí)候關(guān)斷，如下為同步整流的電壓和電流VDS和ISD。

開(kāi)通機(jī)理：當(dāng)原邊功率管關(guān)斷后，副邊SR的體二極管先導(dǎo)通，VDS達(dá)到VTH(ON)后開(kāi)通SR FET溝道。

關(guān)斷機(jī)理：SR FET開(kāi)通后VDS的電壓為ISD*RDS(ON)，當(dāng)ISD*RDS(ON)達(dá)到VTH(OFF)時(shí)，SR FET關(guān)斷。

然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于各種使用條件的不同，比如輸出短路，開(kāi)關(guān)機(jī)，輸出負(fù)載切換等條件下，同步整流還需要其他技術(shù)來(lái)規(guī)避常見(jiàn)的誤開(kāi)和誤關(guān)。

下圖為競(jìng)品測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在輸出負(fù)載切換時(shí)，本該衰減振蕩的波形，由于外部注入能量出現(xiàn)其振蕩波形電壓達(dá)到VTH(ON)而打開(kāi)了同步整流，此時(shí)初級(jí)功率管也打開(kāi)的話就會(huì)造成初次級(jí)共通，后果嚴(yán)重。

東科同步整流H/V系列

DK Synchronous Rectifier H/V

東科同步整流H/V系列是其最新研發(fā)的同步整流系列，其集成控制、功率管、供電線路于一體，實(shí)現(xiàn)雙引腳封裝，減小寄生電感，節(jié)省PCB空間，大幅提高功率密度。H/V系列具有各類(lèi)封裝SOP8/SM7/SM10/TO-220F/PDFN5*6/TO-252，內(nèi)部集成高可靠性MOSFET RDS(ON)從30mΩ到5mΩ，BVDSS從40V到150V，應(yīng)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合。

H/V系列基于伏秒平衡來(lái)判定，以下為防誤開(kāi)機(jī)理：

具體機(jī)理如下：芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)VSW電壓，在VSW電壓高于VOUT電壓時(shí)，進(jìn)行積分計(jì)算，即上圖中的S1， 保持到下個(gè)采樣周期，跟下個(gè)大于VOUT的信號(hào)進(jìn)行積分對(duì)比，即上圖中S2面積；當(dāng)諧振達(dá)到VTH(ON), 但是S2小于S1，同步不會(huì)開(kāi)通，從而完美規(guī)避此類(lèi)誤開(kāi)通。

下一篇，我們將討論同步整流的誤關(guān)斷和對(duì)應(yīng)策略，請(qǐng)大家期待！

關(guān)于東科

東科半導(dǎo)體（安徽）股份有限公司成立于2011年，是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的集成電路科技創(chuàng)新型企業(yè),是國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新小巨人企業(yè)。公司設(shè)立有4個(gè)研發(fā)中心(深圳、無(wú)錫、馬鞍山、青島)，一個(gè)封測(cè)基地。公司采用市場(chǎng)少有的“Fabless+封測(cè)”的經(jīng)營(yíng)模式，在具備自主芯片設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，擁有自主封測(cè)能力。這兩大重要環(huán)節(jié)的技術(shù)相互嵌合，整體提高了東科芯片的品質(zhì)性能及供給能力，從而成為下游品牌廠商穩(wěn)定的本土供應(yīng)鏈。

東科多年堅(jiān)持自主研發(fā)，正向設(shè)計(jì)，先后開(kāi)發(fā)出AC/DC、同步整流、第三代半導(dǎo)體氮化鎵芯片等，被廣泛應(yīng)用于電源管理芯片市場(chǎng)。同步整流芯片其獨(dú)特的兩引腳封裝技術(shù)為全球首創(chuàng)，迅速在行業(yè)內(nèi)積累了獨(dú)家競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，市占率全國(guó)領(lǐng)先。氮化鎵電源管理芯片產(chǎn)品性能指標(biāo)等同或部分超出國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品。融合高性能和低能耗等特性，每年的產(chǎn)品出貨量超過(guò)6億顆，為全球用戶提供完美電源解決方案。

審核編輯：湯梓紅