支持多种工作模式的同步整流芯片U7116介绍

支持多种工作模式的同步整流芯片U7116

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

 U7116 

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。

U7116

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。

审核编辑：刘清