FAN6240：反激式转换器二次侧同步整流控制器解析

在电源设计领域，同步整流技术对于提高电源效率、降低功耗起着至关重要的作用。今天我们就来深入了解一款优秀的二次侧同步整流控制器——FAN6240。

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1. 背景与整合说明

Fairchild Semiconductor已成为ON Semiconductor的一部分。由于系统要求，部分Fairchild可订购的零件编号需要更改，原编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。大家可在ON Semiconductor网站上核实更新后的设备编号，最新的订购信息也可在官网获取。若有关于系统集成的问题，可发邮件至[e-mail]。

2. FAN6240 产品概述

2.1 特点

• 工作模式：适用于不连续导通模式（DCM），这种模式在很多电源应用中非常实用。
• 自适应关断触发消隐时间：让使用更加便捷，减少了设计的复杂性。
• 开启触发消隐时间（最小关断时间）：增强了抗噪能力，使控制器在复杂电磁环境下也能稳定工作。
• 高频应用支持：最高支持200 kHz的高频应用，满足了现代电源对高频化的需求。
• 最小开启延迟：仅20 ns的开启延迟，能够快速响应，提高电源的动态性能。
• 自适应关断阈值控制：可最小化SR MOSFET体二极管导通，且死区时间与SR MOSFET无关，有效提高了整流效率。
• 宽电压范围：LDO输入电压范围高达30 V，适用于各种不同输出电压的开关电源。
• 小封装：采用SOT - 23 6引脚封装，节省了电路板空间。

2.2 描述

FAN6240M6X是一款用于隔离反激式转换器的二次侧同步整流（SR）控制器，工作在不连续导通模式（DCM）。其自适应死区时间控制算法在保证SR稳定可靠运行的同时，能最大程度减少SR MOSFET体二极管的导通，有效降低了功耗。30 V额定输入电压的LDO和低VDD欠压锁定（UVLO）电压，使得FAN6240M6X无需额外电路就能适用于宽范围的开关电源输出电压。

2.3 应用领域

• 电池充电器：适用于智能手机、功能手机和平板电脑等设备的电池充电。
• AC - DC适配器：为需要恒压/恒流（CV/CC）控制的便携式设备提供电源。

3. 产品参数

3.1 订购信息

零件编号	工作温度范围	封装	包装方式
FAN6240M6X	-40 °C 至 +125 °C	6引脚，SOT23，JEDEC MO - 178 变体AB，1.6 mm宽	卷带包装

3.2 引脚配置与定义

引脚编号	名称	描述
1	GATE	栅极驱动输出
2	GND	接地
3	VDD	内部稳压器5 V输出和栅极驱动电源轨，需用1uF电容旁路至GND
4	VIN	LDO输入，支持最高30 V工作，集成的5 V LDO为低压控制电路生成内部VDD电源轨
5	SOURCE	同步整流源极感应输入
6	DRAIN	同步整流漏极感应输入

3.3 绝对最大额定值

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN	电源输入引脚电压	-0.3	30	V
VDD	内部稳压器输出引脚电压	-0.3	6.5	V
VDRAIN	漏极感应输入引脚电压	-1	100	V
VGATE	栅极驱动输出引脚电压	-0.3	6.5	V
VSOURCE	源极感应输入引脚电压	-1	1	V
PD	功耗（TA = 25°C）		23	mW
ΘJA	热阻（结到环境热阻）		235	°C/W
TJ	工作结温	-40	150	°C
TSTG	存储温度范围	-60	150	°C
TL	引脚温度（焊接）10秒		260	°C
ESD	静电放电能力	人体模型，ANSI / ESDA / JEDEC JS - 001 - 2012		2.5	kV
带电设备模型，JESD22 - C101		1.5

3.4 推荐工作条件

符号	参数	最小值	典型值	最大值	单位
VIN	电源输入引脚电压	2.8		20	V
VDD	内部稳压器输出引脚电压	2.8		6	V
VDRAIN	漏极感应输入引脚电压	-0.3		100	V
VGATE	栅极驱动输出引脚电压	-0.3		6	V
VSOURCE	源极感应输入引脚电压	-0.3		1	V

3.5 电气特性

在 (V{IN }=12 ~V) 和 (T{J}=-40^{circ} C) 至125°C的条件下（除非另有说明），部分参数如下：	符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
VIN_ON	开启阈值	VIN上升	3.1	3.4	3.7	V
VIN_OFF	关断阈值	VIN下降	2.8	2.9	3.0	V
IIN_OP	工作电流	fSW = 100 kHz，CGATE = 3.3 nF，VIN = 5 V		2	3.5	mA
VDD	内部LDO输出电压	VIN = 20 V	5.00	5.25	5.50	V
……	……	……	……	……	……	……

4. 功能描述

4.1 SR控制操作原理

在理想电路中，FAN6240的SR控制算法很直接。它根据瞬时漏源电压来控制SR MOSFET。当体二极管开始导通时，漏源电压降至开启阈值（VTH_ON）以下，触发栅极开启。随后，漏源电压由RDSON和瞬时SR电流的乘积决定。当SR MOSFET电流降至接近零时，漏源电压达到关断阈值（VTH_OFF），FAN6240关闭栅极。若关断阈值接近零，可最小化关断死区时间。

4.2 SR开启算法

SR栅极的开启由与门的三个输入信号触发。第一个信号是TURN_ON_ALLOW信号，在VGS.SR信号下降沿经过tTOFF_MIN后给出；第二个信号是TURN_ONTRG信号，当DRAIN引脚电压降至 (V{TH_ON }) 以下时启用；第三个信号是TARM，仅当SR漏极电压以大斜率快速下降时才允许开启触发，防止在DCM操作中因漏极谐振电压触发SR。

4.3 SR关断算法

SR栅极的关断由与门的两个输入信号触发。第一个信号是关断信号，当VDS.SR > VTH_OFF时启用；第二个信号是TURN_OFF_ALLOW信号，由自适应关断消隐给出，消隐时间自适应确定为上一个开关周期SR导通时间（SR_COND）的一半，以提高抗噪能力。

4.4 SR跳过模式算法

当上个周期SR导通时间VGS.SR信号小于最小导通时间tON_MIN.LL时，FAN6240在下一个周期禁用SR栅极信号（SR跳过），以降低功耗。此操作仅在初级侧PWM控制器的突发模式进入水平极低时发生。

5. 总结

FAN6240作为一款高性能的二次侧同步整流控制器，凭借其丰富的特点和出色的性能，在电池充电器和AC - DC适配器等应用中具有很大的优势。电子工程师在设计电源电路时，可以充分考虑FAN6240的各项参数和功能，以实现高效、稳定的电源设计。大家在实际应用中是否遇到过类似控制器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。