UCD7138 具有体二极管导通感应功能的单通道同步整流器驱动器数据手册

UCD7138器件是一款带体二极管的 4A 和 6A 单通道 MOSFET 驱动器 传导感应和报告，是一款高性能驱动器，允许 Texas Instruments UCD3138A数字 PWM 控制器，可实现高级同步整流 （SR） 控制。这 该器件包含一个高速栅极驱动器、一个体二极管导通感应电路和一个导通器 延迟优化电路。该器件适用于大功率、高效率隔离 需要 SR 死区时间优化的转换器应用。

UCD7138 器件提供非对称轨到轨 4A 拉电流和 6A 灌电流峰值电流 驱动能力。较短的传播延迟和快速的上升和下降时间可实现高效的 在高频下运行。具有 –150 mV 阈值的内部高速比较器可检测 体二极管导通并将信息报告给 UCD3138A 数字功率控制器。这 UCD7138器件能够感应低至 10 ns 的体二极管导通时间。SR 开启边缘 由 UCD7138 设备进行优化。SR 关断边沿由 UCD3138A 数字电源优化 控制器，用于分析 UCD7138 DTC 报告的体二极管导通信息 针。
*附件：UCD7138 具有体二极管传导感应和报告功能的 4A 和 6A 单通道同步整流器驱动器数据表.pdf

该芯片组的优势包括通过最小化体二极管来最大限度地提高系统效率 导通时间、稳健快速的负电流保护和简单的接口。

特性

• 具有体二极管
  传导感应的低侧栅极驱动器
• 栅极关断边沿体二极管导通
  报告
• Gate Turnon Edge Delay 优化
• 与 UCD3138A系列数字功率控制器中的死区时间补偿 （DTC） 模块配合使用：
  • 自动或手动调整
    栅极导通和关断边缘的死区时间
  • 负电流保护
• –150mV 体二极管传导感应
  阈值
• 能够感应
  低至 10 ns 的体二极管导通时间
• 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流驱动
  电流
• 快速传播延迟（典型值为 14ns）
• 快速上升和下降时间（典型值为 5ns）
• 高达 2MHz 的工作频率
• 4.5V 至 18V 电源范围
• 轨到轨驱动能力
• V抄送欠压锁定 （UVLO）
• 6 引脚 3mm × 3mm WSON-6 封装

参数

方框图

一、概述

UCD7138是一款高性能的单通道同步整流器驱动器，具有体二极管传导感应和报告功能。该器件适用于需要优化死区时间的高功率、高效率隔离转换器应用，如LLC转换器和硬开关全桥转换器。

二、特性

• ‌高性能驱动‌：提供4A源电流和6A沉电流峰值驱动能力，支持高达2MHz的操作频率。
• ‌体二极管传导感应‌：内部高速比较器具有-150mV阈值，可检测体二极管传导并在10ns内报告给UCD3138A数字功率控制器。
• ‌死区时间优化‌：通过UCD7138的开通边缘延迟优化和UCD3138A的数字功率控制器分析体二极管传导信息，实现死区时间的自动或手动调整。
• ‌负电流保护‌：快速且鲁棒的负电流保护，防止功率器件损坏。
• ‌简化设计‌：与UCD3138A芯片组合使用，可简化设计并消除生产中的谐振箱校准需求。

三、引脚配置与功能

UCD7138采用6引脚WSON封装，引脚功能包括：

• ‌IN‌：门驱动输入，连接至UCD3138A的数字控制器DPWM输出。
• ‌DTC‌：体二极管传导时间报告输出，连接至UCD3138A的DTC0或DTC1引脚。
• ‌V CC‌：IC供电输入，电压范围4.5-18V。
• ‌OUT‌：门驱动输出，连接至同步整流MOSFET的栅极。
• ‌VD‌：漏电压感应输入，连接至受控MOSFET的漏极，用于检测体二极管传导。
• ‌CTRL‌：开通边缘优化控制输入，连接至地以禁用开通边缘优化，或浮空/连接至逻辑高以启用。

四、应用

• ‌LLC转换器‌：在LLC转换器中，UCD7138和UCD3138A芯片组可使同步整流器近似理想二极管的行为，提高系统效率。
• ‌硬开关全桥转换器‌：适用于需要优化死区时间以提高效率的全桥转换器应用。

五、典型应用电路

文件提供了半桥LLC转换器的典型应用电路图，详细说明了UCD7138和UCD3138A的连接方式以及如何在电路中实现体二极管传导检测和死区时间优化。

六、设计指南

• ‌布局建议‌：包括驱动器件应尽量靠近电源和地、V CC旁路电容应尽可能靠近驱动器件放置等。
• ‌DTC检测窗口设置‌：详细说明了如何通过测量VD、IN和DTC波形来设置DTC检测窗口，以确保系统正确运行。
• ‌负电流故障保护设置‌：介绍了如何通过设置UCD3138A的DTC模块中的故障阈值寄存器来防止负电流发生。

七、性能提升

通过优化同步整流器的开通和关断边缘，UCD7138和UCD3138A芯片组可显著提高系统效率。文件提供了优化前后的效率对比曲线，展示了在不同负载条件下的效率提升。