• 3
    回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

ACF拓扑--DK8706AD 高集成化设计方案

输出参数20V3.25A

注:更多详细信息请随时咨询东科原厂业务人员 郑小姐19874769315

其中方案主要应用东科的芯片的介绍!

一. 主控芯片:DK8607AD

详细介绍一下东科这颗芯片:集成双氮化镓功率管的有源钳位反激电源管理芯片

产品概述:DK8607AD是一款集成了两颗GaN功率器件的有源钳位反激控制AC-DC功率开关芯片。DK8607AD利用漏感能量,可以实现原边功率管ZVS,副边整流管ZCS,从而提高电源系统效率,降低功率管的应力,减小开关损耗并改善电磁干扰(EMI)。DK8607AD极大的简化了反激式AC-DC转换器的设计和制造,尤其是需要高转化效率和高功率密度的产品。DK8607AD具备完善的保护功能:输出过压保护(OVP),VCC过、欠压保护,过温保护(OTP),开环保护,初级过流保护(OCP),输出短路保护等。

特点:

内置两颗氮化镓功率管

峰值95%效率

最高支持1MHz开关频率

待机功耗低于50mW

自适应死区时间

外围极致精简

内置抖频电路有效改善EMI

内置高低压输入功率补偿电路,保证高低压下最大输出功率一致

无卤素且符合ROHs要求

封装型号DFN8*8

内置高压启动和X电容放电电路

宽电压推荐功率70W

典型应用: 高功率密度快速充电器,适配器 笔记本电脑适配器,平板电脑适配器,机顶盒适配器等

注:最大极限值是指超过该工作范围,芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内,器件功能正常,但并不完全保证满足个别性能指标。电特性参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。对于未给定上下限值的参数,该规范不予保证其精度,但其典型值合理反映了器件性能。

详细介绍:DK8607AD是一款电流模式控制的有源钳位反激AC-DC电源管理功率开关芯片。内部集成了两颗 GaN功率器件,控制电路和驱动半桥电路,可极大减少外围电路元器件的数量,有效地降低整体成本。DK8607AD利用漏感能量,可以实现原边功率管ZVS,副边整流管ZCS,从而改善功率管开通损耗,提高整个功率范围的效率。

二. 同步整流控制器:DK3708A

双供电高频高效同步整流控制器

产品概述DK3708A是一款双供电同步整流控制器芯片,可通过系统输出电压供电,也可通过自供电来维持稳定的工作电压,搭配外置功率管可代替肖特基二极管实现整流功能,大幅度提高系统效率,可应用于QR反激、有源钳位反激ACF、不对称半桥AHB等系统中,满足反激系统高、低边不同的应用需求。

DK3708A内置快速关断比较器,在检测到电流过零时,可及时关断功率管,避免电流反向;内置自适应预关闭算法,提前泄放部分功率管栅极电荷,进一步加快关断速度。

DK3708A内置自适应斜率防误开通算法,无需外部参数设定可进一步简化设计,可区分正常的开通周期和谐振,确保系统工作于断续模式时不会发生误开通。

DK3708A采用SOT23-6封装。

应用: 自适应防误开通算法

500KHz开关频率

外围精简典型应用

USB充电器

适配器

LED驱动等

主要特点:

适用于反激QR、有源钳位反激ACF、不对称半桥AHB应用 双供电,输出供电/自供电,可高/低边

功能描述

1. 芯片的启动与关断DK3708A可通过系统输出电压(VO)供电,也可通过自供电来维持稳定的工作电压(VDD),VDD引脚需要外置稳压电容。上电后检测VDD电压,当VDD电压低于启动电压VDD_ON时,功率NMOS管关闭,依靠体二极管续流;当VDD电压大于VDD_ON时,结束启动状态,芯片可正常控制功率NMOS管的开通与关断;当VDD电压降低到复位电压VDD_OFF以下时,芯片重新进入启动状态。

2. 双供电切换功能DK3708A支持自供电和输出供电两种供电方式,自供电可以保证在系统输出电压低时有足够高的驱动电压完全打开NMOS管,输出供电可以在系统输出电压高的时候给VDD充电,降低供电损耗,提高效率。芯片通过检测输出电压跟VO_CHA比较,当:VO<VOUT_CHA:自供电到7.8VVOUT_CHA<VO<7.8:输出供电到VOVO>7.8:输出供电到7.8V。

3. NMOS控制芯片实时监测K电压的变化,当检测到K脚电压低于开通电压VON时,打开NMOS管;当检测到K脚电压高于关断电压VOFF时,关断NMOS管。NMOS管开通后,K点电压由功率管阻抗和流过功率管的电流决定,当K点电压升高到预关闭电压VPRE时,内置预关闭功能启动,以一定电流泄放部分电荷,降低功率管栅极电压,该功能可加快关断速度。

4. 防误开通算法当反激系统工作于DCM模式时,若谐振谷底电压达到开通电压VON,同步芯片会发生误开通,反向电流流过功率管,导致K端产生较高的尖峰电压,降低系统效率,严重时可损坏芯片。如图1,因为同步正常开通K1和谐振时K2端电压下降斜率不同,DK3708A通过检测K的下降斜率来防止在谐振时发生误开通。在不同的应用系统下,实际测试到的斜率也不同,DK3708A可内部自适应斜率基准,无需外部参数调整,在防止误开通的同时,确保不影响正常的开通周期。

5. 防误关断算法当初级关断时,由于漏感和寄生参数的影响,会在同步刚开通时产生振铃,如果振铃电压达到VOFF,会导致同步芯片误关断,降低系统效率;DK3708A在同步开通后设置了一个最小开通时间TON_MIN,对应下图t2-t3阶段,在TON_MIN内即使振铃达到VOFF,同步也不会误关断。当初级侧在TON_MIN内开通,导致K电压超过VOFF_TONMIN,DK3708A也可以快速关断,避免初次级共通。

PCB设计在使用DK3708A设计PCB时,需要遵循以下指南:

1. 主功率回路走线要短粗;

2. 主功率回路不要包围芯片;

3. GT到功率管栅极走线越短越好;

4. GND到功率管源极走线越短越好;

5. K到功率管漏极走线越短越好;

6. VDD电容靠近芯片,推荐0.1uf-2.2uf。

应用建议1. VDD推荐0.1uf-2.2uf贴片电容;

2. VO脚耐压30-35V,当系统输出电压超过28V时,不建议输出供电,如用输出供电需要在VO串联稳压管;任何情况下(包含系统开环)输出电压不能超过35V;

3. 多管并联使用时,需要关注主控芯片的温升,不能超过芯片结温;

4. ESD要求10KV以上时,建议VO串联RC,10R(0805封装),1uf/50V(靠近芯片VO引脚)。

芯片结温计算(参考)硅芯片的结温通常要求不超过150°C且留有一定的余量,热电偶测量只能测到芯片的外壳温度(Tcase),我们可以根据以下公式推算内部结温(Tj):TJ=Tcase+PIC(芯片功耗)*RθJC(结到壳的热阻)PIC=VDD*IIC(芯片电流)IIC=IOP(内部工作电流)+IDRV(驱动电流)

IOP=0.5mA左右;IDRV=VGT*CISS*FSVGT是芯片驱动电压,CISS是外部MOS的等效输入电容,FS是系统开关频率。示例:低边输出供电应用计算:FS=100KHz,CISS=3.6nF两只MOS并联,输出20V;SOT23-6热阻110°C/W;PIC=20V*(0.5mA+8V*7.2nf*100KHz)=125mW芯片温升=0.125*110=13.7°C;芯片外壳温度需要低于136.3°C,才能保证内部结温低于150°C。高边应用计算:FS=100KHz,CISS=3.6nF两只MOS并联,输出20V;SOT23-6热阻110°C/W;如果K电压70V;PIC=70V*(0.5mA+8V*7.2nf*100KHz)=438mW(过高,推荐小于200mW)芯片温升=0.438*110=48°C;芯片外壳温度需要低于102°C,才能保证内部结温低于150°C。高边自供电应用时,自供电损耗较大,尤其是MOS的CISS较大,且K平台电压较高时,只能低边输出供电应用。

1.该款产品更详细的资料及技术解答等问题可随时咨询 东科原厂业务 郑小姐 19874769315,以下微信也欢迎随时添加联系;

2.未经允许不可将本站信息及本帖用于商业用途,禁止抄袭 洗稿等行为;

3.欢迎所有对东科半导体产品有兴趣的工程师和采购购买咨询的人沟通交流。

全部回复(3)
正序查看
倒序查看
#回复内容已被删除#
2
#回复内容已被删除#
3
mwxpk
LV.5
4
05-22 08:07

倒退了?

0
回复