onsemi NCP402045集成驱动器和MOSFET技术解析

描述

安森美 NCP402045集成驱动器/MOSFET在单一封装中集成了MOSFET驱动器、高侧MOSFET、 和低侧MOSFET。该元件优化用于大电流直流-直流降压电源转换应用。该器件具有快速开关能力、低导通损耗和高集成度,有助于优化系统效率,同时最大限度地减少热管理问题。与分立元件解决方案相比,安森美 NCP402045集成解决方案显著减少了封装寄生效应和电路板空间。

数据手册:*附件:onsemi NCP402045集成驱动器和MOSFET数据手册.pdf

特性

  • 平均电流能力高达45A
  • 能够以高达2MHz频率进行开关
  • 峰值电流 (10ms) 高达75A
  • 兼容3.3V或5V PWM输入
  • 正确响应3级PWM输入
  • 通过3级PWM实现零交叉检测选项
  • 内部自举二极管
  • 欠压锁定
  • 支持Intel^®^ IMVP9.1/9.2低功耗特性
  • 热警告输出
  • 热关断
  • PQFN31 封装
  • 无铅,符合RoHS指令

应用电路原理图

集成驱动器

框图

集成驱动器

onsemi NCP402045集成驱动器和MOSFET技术解析

产品概述

NCP402045是一款高度集成的功率转换解决方案,将MOSFET驱动器、高边MOSFET和低边MOSFET整合在单一封装内。该器件专为大电流DC-DC降压功率转换应用进行优化,相比分立元件解决方案,显著降低了封装寄生参数和电路板空间占用。

核心特性

功率性能

  • 平均电流支持高达45A
  • 峰值电流(持续10ms)可达75A
  • 开关频率最高2MHz
  • 兼容3.3V或5V PWM输入

保护功能

  • 欠压锁定保护
  • 热警告输出
  • 热关断保护
  • 内部自举二极管

控制特性

  • 正确响应三电平PWM输入
  • 支持零电流检测(配合三电平PWM)
  • 支持Intel IMVP9.1/9.2低功耗特性

电气参数详解

工作条件

  • 电源电压范围‌:VCC/VCCD为4.5-5.5V(典型值5.0V)
  • 转换电压范围‌:VIN为4.5-20V(典型应用12V)
  • 结温范围‌:-40℃至+125℃

关键性能指标

输出电流能力

  • 开关频率1MHz,VIN=12V,VOUT=1.0V:最高40A
  • 开关频率300kHz,VIN=12V,VOUT=1.0V:最高45A
  • 峰值电流条件:开关频率500kHz,VIN=12V,VOUT=1.0V:最高75A

功耗特性

  • 正常工作电流(IVCC_NM):典型值10.5mA
  • 多种待机模式电流,最低可达25μA

引脚功能分析

控制引脚

  • PWM‌:PWM控制输入和零电流检测使能
  • SMOD# ‌:跳跃模式引脚,支持三态输入
  • DISB# ‌:输出禁用引脚,内部带下拉电阻

电源管理引脚

  • VCC‌:控制电源输入
  • VCCD‌:驱动器电源输入
  • VIN‌:转换电源功率输入(引脚8-11)

保护监测引脚

  • THWN‌:热警告指示器,开漏输出

应用设计要点

自举电路设计

集成自举二极管配合外部自举电容(CBST)为高边驱动器供电。建议使用容量大于100nF的多层陶瓷电容,可选择串联1-4Ω电阻以减小VSW过冲。

电源去耦

  • VCCD引脚需靠近放置低ESR电容(1-4.7μF MLCC)
  • VCC引脚需配置1μF陶瓷电容
  • 建议在VCC和VCCD去耦电容间使用10Ω电阻隔离噪声

PCB布局建议

  • 功率路径需短而宽以减小寄生电感
  • 信号地与功率地合理分离
  • 散热焊盘需充分连接至地平面

典型应用场景

移动计算设备

  • 笔记本、平板电脑和超极本
  • 适用于处理器核心供电和系统电源管理

高性能计算

  • 显卡供电
  • 台式机和一体机电脑的V-Core及非V-Core转换器

工业应用

  • 大电流DC-DC负载点转换器
  • 高功率密度电源设计

保护机制

热管理

  • 热警告阈值:典型值150℃
  • 热关断阈值:典型值180℃
  • 热警告滞后:典型值15℃

电压保护

  • VCC欠压锁定:启动阈值4.2V,滞后300mV
  • 自举UVLO:上升阈值3.7V,下降阈值3.4V
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