UCD74120 14 V、25 A 同步降压功率级，带输出电流监控技术资料

UCD74120 是一款多芯片模块，将一个驱动器器件和两个 NexFET 功率 MOSFET 集成到一个热增强型紧凑型 5 mm × 7 mm QFN 封装中。25A 输出电流能力使该器件适合为 DSP 和 ASIC 供电。该器件旨在补充数字或模拟 PWM 控制器。驱动器件的 PWM 输入兼容 3 态。两个驱动电路为同步降压转换器中的高侧 N 沟道 FET 开关和低侧 N 沟道 FET 同步整流器提供高充电和放电电流。
*附件：ucd74120 大电流、同步降压功率级数据表.pdf

输出电流由精密电流感应放大器测量和监控，该放大器处理外部电流感应元件上的电压。放大的信号可供 IMON 引脚上的 PWM 控制器使用。板载比较器监控高侧开关两端的电压和外部电流感应元件两端的电压，以保护功率级免受突然的大电流负载的影响。高侧比较器的消隐延迟由单个电阻器设置，以避免与开关边沿噪声相吻合的误报。即使出现高侧故障或过流故障，高侧 FET 也会关闭，故障标志 （FLT） 被置位以提醒 PWM 控制器。

特性

• 集成同步降压驱动器和 NexFET™ 功率 MOSFET，实现高功率密度和高效率
• DSP 和 ASIC 的 25A 输出电流能力
• 4.7V 至 14V 输入电压范围
• 开关频率高达 2 MHz
• 内置高侧电流保护
• 用于过流保护和输出电流监控的 DCR 电流感应
• 电压与负载电流监控器输出成正比
• 用于功率级关断的三态 PWM 输入
• UVLO 内务处理电路
• 集成热关断
• 40 引脚、5 mm x 7 mm、PQFN PowerStack™ 封装

参数

方框图

一、产品概述

• ‌产品名称‌：UCD74120
• ‌制造商‌：Texas Instruments
• ‌类型‌：大电流、同步降压功率级
• ‌特点‌：集成同步降压驱动器和NexFET™功率MOSFET，适用于高功率密度和高效率应用，如DSP和ASIC供电。

二、主要特性

• ‌输出电流能力‌：25A
• ‌输入电压范围‌：4.7V至14V
• ‌开关频率‌：高达2MHz
• ‌保护功能‌：
  • 高侧电流保护
  • 过流保护
  • 短路保护
  • 欠压锁定（UVLO）
  • 热关断
• ‌监控功能‌：
  • 输出电流监测
  • 故障标志（FLT）输出
• ‌封装‌：40引脚PQFN（5mm x 7mm）

三、电气特性

• ‌工作结温范围‌：-40°C至125°C
• ‌VGG输出电压‌：6.4V（典型值）
• ‌UVLO阈值‌：
  • 开启电压：4.4V至4.6V
  • 关闭电压：4.1V至4.3V
  • 迟滞电压：80mV
• ‌ 输入电流（非切换状态） ‌：810mA（典型值）
• ‌故障检测时间‌：约350ns至475ns
• ‌ 过流阈值（高侧FET） ‌：50A（典型值）

四、功能描述

• ‌同步降压转换‌：集成高侧和低侧N沟道MOSFET，实现同步整流，提高效率。
• ‌电流监测‌：通过精密电流感应放大器监测输出电流，并提供IMON引脚输出。
• ‌故障保护‌：
  • 过流保护：监测高侧和低侧电流，防止过流损坏。
  • 短路保护：快速响应短路条件，保护电路。
  • 热关断：当结温超过设定阈值时，自动关断功率级。
• ‌UVLO保护‌：确保VGG电压在安全范围内，避免低电压启动损坏。
• ‌三态PWM输入‌：支持PWM输入的三态模式，用于功率级关断。

五、应用与实现

• ‌应用领域‌：
  • 数字或模拟POL电源模块
  • 高功率密度DC-DC转换器
  • 电信和网络应用
• ‌设计要点‌：
  • 选择合适的电感和输出电容器以满足性能要求。
  • 使用DCR电流感应或外部电流感应电阻进行电流监测。
  • 根据应用需求调整软启动时间和过流保护阈值。

六、封装与供货信息

• ‌封装类型‌：40引脚PQFN（5mm x 7mm）
• ‌供货状态‌：活跃生产

七、其他信息

• ‌热阻‌：θJA = 28.9°C/W（PQFN封装）
• ‌开发支持‌：提供WEBENCH® Power Designer工具，简化电源设计流程。
• ‌安全警示‌：在存储或处理过程中，应采取措施防止静电损坏MOS栅极。