日,必易微新推出了“第三代”具有快速关断功能的高性能同步整流控制IC—KP4050LGA,同时搭配不同MOSFET推了KP40561SGAKP40562SGAKP40511SGA、KP40511WGA、KP40512SGA、KP40512MSGA等一系列产品。全系产品适配DCM/BCM/CCM的Fly-back电路,以效率优异应用简单安全可靠三大特点为18~100W的PD快充保驾护航

同步整流的自我介绍

同步整流何物

同步整流(Synchronous Rectifier,SR)指在开关源电路用MOSFET取代二极管做续流回路,同步整流MOSFET导通电阻较小,其导通压降远小于二极管,可以显著降低损耗

同步整流的MOSFET

与原边主功率MOSFET主要工作在第一象限不同,SR的MOSFET主要工作在第三象限即正栅压反向导通区,此区域可利用MOSFET的体二极管实现SR的零电压软开通

同步整流的优势

同步整流电路最大的优势在于它能够显著提高系统工作效率特别是针对低压大流应用更是早已成为标配以下以15mΩ的SR MOSFET和二极管对比损耗差异,其中二极管的导通压降拟合为VF=0.008*IF(A)+0.7V

根据上图的损耗对比, SR的优势明显。对于100W以内的Fly-back电路而言,SR的价值不言而喻

KP4050的制胜法宝

KP4050系列产品通用性强,High Side和Low Side布局都可完美适应外还有几个关键“技能”使得路设计简单又高效

技能一:自供电

必易微“第三代”同步整流产品全系标配自供电能力,无需多余辅助绕组或辅助供电电路标配的自供电能力可以让设计简单起来、让电路简洁起来、让性能“简直了”起来 

技能二:开关断延迟性能优异

SR最大的任务是提高系统效率,但只靠导通电阻的MOSFET可不行,性能优异的SR控制器同样十分重要开通、关断延迟是衡量SR性能的关键指标之一,必易微“第三代”SR产品开通关断延迟性能优异可以让效率提再提

技能三:精准关断

断SR MOSFET不难难的是精准关断。关断太早二极管导通损耗加重;关断太晚,电流倒灌甚至原副边共通损耗加重甚至威胁系统可靠性。关断时机“早晚”都不行,时机得拿捏准由于具备Gate电压的灵活控制的能力KP405XX在精准关断这块可以说是“拿捏得死死

技能四:CCM适应能力强

SR控制器性能好不好CCM一跑便知道。适应CCM是当前PD应用的必然要求,能真正解决CCM关断慢的问题才是真的强。KP405XX全系标配超大下拉再配合优秀的关断延迟性和Gate压灵活控制的能力让CCM条件下的MOSFET应力不敢造次。KP40511WGA在30W PD系统中,输出短路时应力小于稳应力短路后CCM条件下Vds_SR的尖峰只有16V。

家族庞大 型号众多

脚位齐全独特创新

KP4050系列产品共有三类封装脚位其中KP40561SGA、KP40562SGAKP40511SGAKP40512SGA共享同一类脚位KP40512MSGA和KP40511WGA分别独占用一种更多的脚位意味着更大的设计灵活度。

各司其职 高低搭配

KP4050系列产品参数信息如下表所示,可以满足不同率段快充应用的需求

更大封装 更强散热

KP40511WGA采用的ASOP-6封装比传统SOP-8封装散热尺寸更大相同损耗情况下散热效果更好温升更低。满足同样的温升要求便可采用Rds_on更大,成本更低MOSFET,可以实现系统成本的最优化

实测结果显示在30W PD系统上即便在效率偏低0.5%~0.6%的情况下用ASOP-6封装的SR和采用SOP-8封装的SR温度也基本持平

PCB上如何排兵布阵

PCB计对同步整流的性能会产生显著影响以KP4050LGA控制器为例,设计PCB时可参考如下建议

■ 副边主功率回路 Loop1 的面积尽可能小

■ HV 脚电检测回路 Loop3 的走线尽可能短,面积尽可能小

■ Loop1 和 Loop3 建议不要有交叠,以免干扰压采样

驱动回路 Loop2 面积尽可能小

■ VDD 电容推荐使用贴片电容,尽量紧靠 IC,Loop4 面积尽可能小

■ 芯片GND跟MOS SOURCE单点连接。

下图为 PCB 布局设计参考包含同步整流控制器PDFN 封装 MOSFET 变压副边引脚输出滤波电容等。其中R3和C2构成同步整流 MOSFET 的吸收电路RC吸收路尽可能小

大道至简 虽难必易

随着PD快充应用的普及对同步整流的需求也逐渐增多必易微秉持特创新易于使的理念推出KP4050系列SR产品,以效率高、易使、高可靠特点给您的计带来更多惊喜