UCD7231 数字控制兼容型同步降压栅极驱动器，具有电流检测和故障保护功能技术手册

UCD7231 大电流驱动器专为数字控制、负载点、同步降压开关电源而设计。两个驱动电路为同步降压电路中的高侧 NMOS 开关和低侧 NMOS 同步整流器提供高充电和放电电流。MOSFET 栅极由内部稳压 V 驱动至 +6 VGG系列供应。内部 VGG系列可以禁用稳压器，以允许用户提供自己的栅极驱动电压。这种灵活性允许 2.2 至 15 V 的宽功率转换输入电压范围。内部欠压锁定 （UVLO） 逻辑确保 VGG系列良好后，才允许切屑作。

驱动逻辑块允许在 SRE Mode 引脚选择的两种模式之一下运行。在 Synchronous Mode 中，logic block 使用 PWM 信号来控制高侧和低侧栅极驱动信号。死区时间会自动调整以防止交叉传导。同步整流器使能 （SRE） 引脚控制当 PWM 信号为低电平时是否打开低侧 FET。在 Independent Mode 中，PWM 和 SRE 引脚直接控制高侧和低侧门。在此模式下不使用防交叉传导 logic。
*附件：ucd7231 数字控制兼容同步降压栅极驱动器数据表.pdf

板载比较器可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高电流负载的影响。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一致的错误报告。如果发生高侧故障或过流故障，高侧 FET 将关闭，故障标志 （FLT） 被置位以提醒数字控制器。故障阈值由 HS Sense 和 ILIM 引脚独立设置。

输出电流由精密、高增益、开关电容差分放大器测量和监控，该放大器处理外部电流感应元件上的电压。放大后的信号可供 I 上的数字控制器使用星期一针。电流检测放大器具有 0.5 V 的输出偏移，因此可以感应正 （拉） 和负 （灌） 电流。

片上温度感应可监控芯片温度。如果温度超过大约 165°C，温度传感器将启动热关断，停止输出切换并设置 FLT 标志。当芯片温度下降约 20° 时，温度故障会自动清除。

特性

• 双大电流驱动器。
• 与 TI Fusion 数字电源控制器（如 UCD91xx 和 UCD92xx 系列）完全兼容
• 工作开关频率达 2 MHz
• 具有独立可调阈值的高侧 FET 和输出电流限制保护
• 具有故障标志输出的快速高压侧过流检测电路 – 逐周期防止灾难性电流水平
• 差分高增益电流检测放大器
• 电压与负载电流监控器输出成正比
• 宽输入电压范围：4.7 V 至 15 V
  工作电压至 2.2 V 输入，采用外部 4.5-6.5 V 偏置电源
• 用于栅极驱动和内部电路的板载稳压电源
• 集成热关断
• 可选作模式：
  • PWM 加上具有自动死区时间控制的同步整流器使能 （SRE）
  • 用于直接 FET 控制的直接高栅极和低栅极输入
• 用于功率级关断的 3 态 PWM 输入
• UVLO 内务处理电路
• 额定结温范围为 –40°C 至 +125°C
• 无铅（铅）封装
• 应用
  • 用于单相和多相应用的数字控制同步降压功率级
  • 数字控制功率模块

参数

一、产品概述

• ‌产品名称‌：UCD7231
• ‌类型‌：数字控制兼容同步降压栅极驱动器
• ‌特点‌：双高电流驱动、全TI Fusion数字电源兼容性、高侧和低侧FET输出电流限制保护、快速高侧过流感应电路、宽输入电压范围（4.7V至15V）

二、主要特性

• ‌双高电流驱动电路‌：为高侧和低侧NMOS开关提供高充放电电流。
• ‌TI Fusion数字电源兼容性‌：与TI的UCD91xx和UCD92xx系列数字电源控制器完全兼容。
• ‌过流保护‌：具有独立的高侧和低侧输出电流限制阈值设置。
• ‌快速高侧过流感应‌：带故障标志输出的高侧过流感应电路，防止灾难性电流水平。
• ‌差分高增益电流感应放大器‌：监测输出电流，提供与负载电流成正比的电压监测输出。
• ‌宽输入电压范围‌：支持低至2.2V的输入电压，适用于多种电源转换应用。

三、引脚功能

• ‌HS Sense‌：高侧电流故障阈值设置引脚。
• ‌FLT‌：故障标志输出，过流、过温或UVLO故障时高电平有效。
• ‌SRE Mode‌：同步整流器使能模式选择引脚。
• ‌SRE‌：同步整流器使能或低侧输入引脚。
• ‌ILIM‌：输出电流限制阈值设置引脚。
• ‌I MON‌：电流感应线性放大器输出，提供与输出电流成正比的电压。
• ‌CSN‌、‌CSP‌：电流感应放大器的反相和非反相输入引脚。
• ‌BP3‌：内部3.3V供电的旁路电容连接引脚。
• ‌PWM‌：PWM输入，控制高侧和低侧栅极驱动信号。
• ‌RDLY‌：电流感应空白时间设置引脚。
• ‌V GG DIS‌：V GG禁用引脚，控制内部V GG线性调节器的启用/禁用。
• ‌PGND‌、‌AGND‌：功率地和模拟地返回引脚。
• ‌LS Gate‌、‌HS Gate‌：低侧和高侧高电流驱动输出引脚。
• ‌Vin‌：输入电压引脚。
• ‌V GG‌：栅极驱动电压引脚，可内部生成或外部提供。
• ‌BST‌：高侧驱动器的浮动自举供电引脚。
• ‌SW‌：开关节点连接引脚。

四、电气特性

• ‌供电电压‌：Vin为4.7V至15V（内部生成V GG），或2.2V至15V（外部提供V GG）。
• ‌栅极驱动电压‌：V GG为6.0V至7.0V（内部生成），或4.5V至6.5V（外部提供）。
• ‌输出电流限制‌：ILIM引脚电压范围0.5V至3.0V，设置过流故障阈值。
• ‌电流感应放大器增益‌：闭环DC增益约50V/V。
• ‌故障检测时间‌：高侧故障检测时间约20ns至30ns，低侧故障检测时间约150ns至200ns。

五、应用信息

• ‌典型应用‌：数字控制的同步降压电源阶段、数字电源模块。
• ‌设计指南‌：提供了详细的应用电路图、设计步骤和布局建议，包括电感选择、输出电容选择、FET选择、电流感应网络设计等。

六、热特性

• ‌热关断‌：结温超过约165°C时触发热关断，结温下降约20°C后自动恢复。