探索TEA2093TS：新一代同步整流控制器的卓越性能

在电源设计领域，同步整流技术对于提高开关电源的效率至关重要。NXP推出的TEA2093TS作为新一代同步整流（SR）控制器IC，为开关电源带来了许多创新特性。今天，我们就来深入了解一下这款控制器。

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一、产品概述

TEA2093TS是专为不对称半桥反激和标准反激转换器的次级侧同步整流而设计的专用控制器IC。它采用了自适应栅极驱动技术，能在任何负载下实现最高效率。同时，该芯片还能为低输出电压的电池充电应用或高端整流应用生成自身的电源电压，并且采用了绝缘体上硅（SOI）工艺制造。

二、特性与优势

（一）效率特性

• 自适应栅极驱动：无论负载如何变化，都能实现最高效率，这对于追求高效电源的设计来说至关重要。
• 低空载电流：在空载运行时，典型电源电流低于200μA，有助于降低功耗。

（二）应用特性

• 宽输出电压范围：可在低至0V的宽输出电压范围内工作，适应多种应用场景。
• 高耐压引脚：漏极检测引脚能够处理高达120V的输入电压，增强了芯片的适用性。
• 自供电功能：支持低输出电压和高端整流应用，无需辅助绕组，简化了电路设计。
• 兼容多种MOSFET：可与标准和逻辑电平SR MOSFET配合使用，还支持USB BC、USB PD和快速充电应用。
• TSOP6封装：小巧的封装形式，便于在PCB上布局。

（三）控制特性

• 快速关断：自适应栅极驱动能在导通结束时实现快速关断，提高了整流效率。
• 欠压锁定（UVLO）：具有有源栅极下拉功能，增强了芯片的稳定性。

三、应用领域

TEA2093TS主要用于反激式电源，能够驱动外部同步整流MOSFET，替代传统的二极管进行变压器次级绕组电压的整流。它适用于需要高效率的各种电源，如充电器、适配器、不对称半桥反激电源以及具有极低和/或可变输出电压的反激电源。

四、订购与标记信息

（一）订购信息

型号	封装	描述	版本
TEA2093TS/1	TSOP6	塑料表面贴装封装，6引脚	SOT457

（二）标记代码

型号	标记代码
TEA2093TS/1	TEA2093

五、引脚信息

（一）引脚配置

（二）引脚描述

符号	引脚	描述
CAP	1	内部电源电压的电容输入
GND	2	接地
XV	3	外部电源输入
GATE	4	SR MOSFET的栅极驱动器输出
SOURCE	5	SR MOSFET的源极检测输入
DRAIN	6	SR MOSFET的漏极检测输入

六、功能描述

（一）启动与欠压锁定（UVLO）

CAP引脚上的电容为TEA2093TS供电。当XV电压小于4.7V时，电容通过DRAIN引脚充电，充电电流将电容充电至4V后停止。当外部电压超过4.7V时，XV引脚通过集成二极管提高电容电压，从而提高栅极驱动器电压。当CAP引脚电压超过3.7V（典型值）时，芯片离开UVLO状态，激活同步整流电路；当电压降至3.6V（典型值）以下时，重新进入UVLO状态，SR MOSFET栅极驱动器输出被主动拉低。

（二）漏极检测（DRAIN引脚）

漏极检测引脚能够处理高达120V的输入电压。当漏极检测电压为正时，栅极驱动器处于关断模式，栅极被下拉；当漏极检测电压为负时，芯片通过检测漏源极差分电压启用同步整流。

（三）同步整流（DRAIN和SOURCE引脚）

芯片通过检测漏极检测（DRAIN引脚）和源极检测（SOURCE引脚）之间的电压差来驱动SR MOSFET的栅极。在调节阶段，芯片将漏极和源极检测输入之间的差值调节到绝对电平37mV。当绝对差值超过37mV时，栅极驱动器输出增加外部SR MOSFET的栅极电压；当绝对差值小于30mV时，栅极驱动器输出降低栅极电压。当SR MOSFET电流为零时，它会迅速关断。关断后，当漏极电压超过300mV时，7Ω的低欧姆栅极下拉将SR MOSFET的栅极保持关断状态。

（四）栅极驱动器（GATE引脚）

栅极驱动器电路在电流上升阶段为外部SR MOSFET的栅极充电，在电流下降阶段放电。它具有典型的0.50A源能力和0.65A灌电流能力，能够实现外部SR MOSFET的快速导通和关断。驱动器的最大输出电压限制为12V，可驱动所有品牌的MOSFET达到最小导通电阻。在某些应用中，驱动器的输出电压会根据供电情况进行调整。

（五）源极检测（SOURCE引脚）

源极检测引脚用于测量外部SR MOSFET的漏源电压。该引脚应尽可能靠近外部SR MOSFET的源极连接，以减少由于寄生电感引起的测量误差。

七、电气特性

（一）极限值

符号	参数	条件	最小值	最大值	单位
Vxv	XV引脚电压		-0.4	+38	V
Vsense(DRAIN)	DRAIN引脚检测电压		-0.8	+120	V
Vsense(SOURCE)	SOURCE引脚检测电压		-0.4	+0.4	V
lxv	XV引脚电流	峰值电流		0.5	A
Ptot	总功耗	Tamb = 90°C		300	mW
Tstg	存储温度		-55	+150	°C
Tj	结温		-40	+150	°C
VESD	静电放电电压	人体模型	2000		V
		充电设备模型	500		V

（二）热特性

符号	参数	条件	典型值	单位
Rth(-a)	结到环境的热阻	JEDEC测试板	200	K/W
Rth(-c)	结到外壳的热阻	JEDEC测试板	115	K/W

（三）特性参数

在不同的工作条件下，TEA2093TS的各项参数表现也有所不同，如供电电压管理、同步整流检测输入、栅极驱动器等方面的参数。这些参数对于工程师进行电路设计和性能评估非常重要。

八、温度曲线

芯片的一些参数会随温度变化而变化，如充电电流、工作电流、驱动器调节电压、栅极下拉电阻和关断电压等。了解这些温度曲线有助于在不同的环境温度下合理使用芯片。

九、应用信息

在使用TEA2093TS设计反激式开关电源时，需要注意一些关键问题。例如，要特别关注漏极检测和源极检测引脚的连接，确保测量准确，避免因测量误差导致栅极驱动效率降低。同时，要注意电源布线，避免高dI/dt电流引起的测量误差。

十、总结

TEA2093TS作为一款新一代的同步整流控制器IC，凭借其自适应栅极驱动、宽输出电压范围、自供电等特性，为开关电源设计带来了更高的效率和灵活性。在充电器、适配器等多种电源应用中，它都能发挥出色的性能。作为电子工程师，我们在设计电源电路时，可以充分考虑这款芯片的优势，为产品的性能提升提供有力支持。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。