650V氮化镓芯片U8722AH的工作原理

针对宽输出电压应用场合，为了满足VDD的宽电压应用需求，往往需要添加额外的电路或者辅助绕组，导致系统功耗和电路成本的增加。氮化镓芯片U8722AH集成了Boost供电技术，仅在SW管脚添加一颗贴片电感即可，在输出电压较低时，Boost电路启动工作，维持VDD电压在VBOOST_REG (典型值10V/10.2V)，当输出电压升高，辅助绕组电压高于VBOOST_REG时，Boost电路停止工作，VDD由辅助绕组供电。工作过程如下图所示。

氮化镓芯片U8722AH采用 HSOP-7封装，引脚如下：

1 CS I/O 电流采样输入、最高频率选择管脚

2 FB P 系统反馈输入管脚

3 DEM I/O 消磁检测、输出 OVP 检测、驱动能力分档判定管脚

4 SW P Boost 电路内置 MOS 的漏极管脚

5 GND P 芯片参考地

6 VDD P 芯片供电管脚

7 DRAIN P 内置高压 GaN FET 漏极、高压启动供电管脚

氮化镓芯片U8722AH集成高压E-Mode GaN FET，为了保障GaN FET工作的可靠性和高系统效率，芯片内置了高精度、高可靠性的驱动电路，驱动电压为VDRV (典型值 6.2V)。EMI性能为高频交直流转换器的设计难点，为此U8722DE通过DEM管脚集成了驱动电流分档配置功能。如下图所示，通过配置DEM管脚分压电阻值，可以选择不同档位的驱动电流，进而调节GaN FET的开通速度，系统设计者可以获得最优的EMI性能和系统效率的平衡。

由于原边功率开关寄生电容、变压器寄生电容和副边整流管反向恢复的原因，功率开关开通瞬间会在采样电阻上产生电压尖刺。为避免驱动信号被错误关闭，氮化镓芯片U8722AH内部集成有前沿消隐功能。在开关管导通之后的TLEB_OCP (典型值 232ns)时间内，峰值电流比较器不会关闭功率开关。在异常过流保护状态下(AOCP)，为保证系统可靠性，当CS管脚电压达到AOCP保护阈值VCS_AOCP(典型值 -1.2)时，前沿消隐时间进一步降低到TLEB_AOCP (典型值 131ns)。