SRK1000/SRK1000A/SRK1000B：适用于反激式转换器的同步整流控制器

在电源设计领域，同步整流技术对于提高反激式转换器的效率至关重要。今天，我们要深入探讨的是STMicroelectronics推出的SRK1000、SRK1000A和SRK1000B系列同步整流控制器，它们在反激式转换器应用中展现出了卓越的性能。

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产品概述

SRK1000、SRK1000A和SRK1000B是专门为反激式转换器的次级侧同步整流（SR）设计的控制器，采用SOT23 - 6L封装，适用于准谐振（QR）和混合连续导通模式（CCM）/不连续导通模式（DCM）的固定频率操作。这些控制器能够提供高电流栅极驱动输出，能够直接驱动N沟道功率MOSFET。

产品特性

• 宽VCC工作电压范围（3.75至32 V），支持低至2 V输出的CC调节操作。
• 低功耗模式下的静态电流极低（160 μA），有助于提高轻载效率。
• 高压感应输入，可检测SR MOSFET的漏源电压（100 V AMR），工作频率高达300 kHz。
• 快速开启，延迟时间极短，并具备自适应关断逻辑，能够最大程度地延长SR MOSFET的导通时间，消除电路中寄生电感的影响。
• 可编程的最小导通时间（TON）和固定的最小关断时间（TOFF），提供三种选项（SRK1000、SRK1000A、SRK1000B），以满足不同应用需求。

应用领域

这些控制器广泛应用于电池充电器、快速充电器、适配器以及USB电源传输（配置文件3）等领域。

引脚说明

引脚编号	引脚名称	功能描述
1	VCC	器件的电源电压，需在靠近IC引脚处连接一个接地旁路电容，以提供干净的电源电压，并作为脉冲栅极驱动电流的有效能量缓冲。
2	GND	器件偏置电流和栅极驱动电流的返回路径，应靠近同步整流MOSFET的源极连接。
3	GD	栅极驱动器输出，图腾柱输出级能够以高峰值电流驱动功率MOSFET。为避免在高VCC供电时出现过高的栅极电压，该引脚的高电平电压被钳位在约11.6 V（典型值）。
4	TON	开启后消隐时间的编程引脚，通过连接一个电阻到地，由内部电流源提供电压VTON，用户可根据该电压选择合适的开启后消隐时间。
5	VAUX	器件的辅助电源电压，当VCC电压低于UVLO电压阈值（VCC_SO_On）时，若该引脚连接到辅助绕组或由DVS电压整流器供电的外部电容，则可为VCC引脚的旁路电容充电。
6	DVS	漏极电压感应引脚，需通过至少300 Ω的串联电阻连接到同步整流MOSFET的漏极。

工作原理

自适应关断机制

与传统的固定阈值比较器关断方法相比，SRK1000/A/B采用的自适应关断方法具有显著优势。传统方法会受到SR MOSFET的RDS_ON和寄生电感的影响，导致关断电流不准确。而自适应关断方法能够自动补偿整流电流路径中的杂散电感，确保在不同负载条件下都能实现准确的关断，有效减少体二极管的导通时间，提高效率。

低功耗模式

当检测到初级控制器的突发模式操作，或者SR MOSFET的导通时间低于编程的最小TON时，控制器会进入低功耗模式。在该模式下，控制器停止开关操作，降低功耗。当负载增加或检测到整流器中的电流导通时间超过睡眠模式退出阈值时，控制器会恢复正常操作。

VAUX引脚的作用

在CC调节操作的充电器中，当VCC电压下降到阈值VCC_SO_On以下时，内部开关会导通，允许通过VAUX引脚为VCC引脚电容充电，确保在低VCC供电时仍能实现SR开关操作。

电气特性

电源部分

• VCC工作电压范围为3.75至32 V，开启电压为4.18至4.42 V，关断电压为3.3至3.7 V。
• 运行模式下的电流消耗为600 μA（不包括SR MOS栅极驱动），300 kHz时的工作电源电流为17 mA。
• 静态电流在突发模式操作下为160 μA（典型值）。

漏源感应输入和同步功能

• DVS工作电压高达90 V，周期比较器阈值为70至130 mV。
• 最小ZCD比较器阈值为 - 20 mV，体二极管关断后的残余导通时间为230至430 ns。
• 开启延迟为55至105 ns，提前关断时间为180至380 ns。

栅极驱动器

• 输出源峰值电流为0.6 A，吸收峰值电流为1 A。
• 上升时间和下降时间在不同负载条件下表现良好，高电平电压被钳位在VGDclamp（典型值11.6 V）。

布局指南

在PCB布局时，需要注意以下几点：

• GND引脚应尽可能短地连接到SR MOSFET源极和输出电容负极的公共点。
• DVS引脚应尽量靠近SR MOSFET的漏极进行电压检测。
• 在VCC和GND引脚之间使用低ESR、低ESL的旁路电容，并靠近IC引脚放置。
• TON引脚应远离SR MOSFET的漏极走线，以避免受到高dV/dt信号的干扰。

总结

SRK1000/SRK1000A/SRK1000B系列同步整流控制器凭借其出色的特性和灵活的功能，为反激式转换器的设计提供了高效、可靠的解决方案。无论是在电池充电器、适配器还是USB电源传输等应用中，都能够显著提高系统效率，降低功耗。电子工程师们在进行相关设计时，可以充分考虑这些控制器的优势，以实现最佳的性能和可靠性。你在使用类似同步整流控制器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。