
U7613 同步整流 IC:高频率高性能的 CCM 解决方案
2025-07-07 09:04:18
晨欣小编
一、什么是同步整流?为何选择CCM模式?
1.1 同步整流原理简述
同步整流是用 MOSFET 替代二极管进行电能整流的技术。当 MOSFET 导通电阻远低于传统整流器的正向压降时,能显著提升整流效率。与传统的肖特基二极管(正向压降 0.3~0.5V)相比,MOSFET 的导通压降可以低至毫伏级,降低热损耗。
1.2 CCM 模式的优势
在 CCM 模式下,电感电流从不降为零,适用于大功率、稳定负载场合,如服务器电源、LED 驱动、通信设备等。CCM 模式虽然控制复杂,但能减少输出纹波、降低 EMI,并提高效率,尤其在高频条件下表现更加优异。
二、U7613 概述:CCM 场景下的优秀选择
2.1 U7613 的基本信息
U7613 是一款专为 CCM 模式优化的 同步整流驱动 IC,内部集成高性能控制逻辑,适用于反激式、正激式和 LLC 等拓扑,尤其适配高频、高电流、高效率场合。
2.2 产品特点一览
支持CCM / DCM / QR 多种模式
精准的反向导通检测
内建快速关断逻辑
高耐压驱动(可达100V)
适应高频(>200kHz)开关
内部自供电启动功能,简化外围设计
封装小巧,适用于空间受限设计
三、U7613 的工作原理详解
3.1 电路连接方式
U7613 典型连接如图所示(文章发布时可加入示意图):
D端连接至整流端 MOSFET 的漏极;
S端连接源极;
VDD供电通过辅助绕组或偏置电源;
G端输出驱动信号至MOSFET门极。
3.2 启动与供电机制
在整流 MOSFET 吸收感应电压后,U7613可自供电启动,无需额外控制IC启动。稳定供电后,进入检测与驱动阶段。
3.3 驱动与关断逻辑
U7613 通过检测 D 和 S 端之间的电压差来判断整流方向和时机:
当检测到漏极电压反向(MOSFET导通时可导流),U7613开启 MOSFET;
当电流方向即将反转(零交叉点前),U7613立即关断 MOSFET,避免反向电流,保护器件安全。
四、U7613 的核心技术优势
4.1 高频稳定性
支持高达 500kHz 的工作频率,可适配新一代高开关频率变换器,减小磁性器件尺寸,提升功率密度。
4.2 自适应导通控制
U7613 能自动判断整流状态,智能控制 MOSFET 的导通时间和关断点,防止误导通或死区时间过长导致效率损耗。
4.3 提升系统效率
以 12V/5A 输出反激电源为例,相较于肖特基整流器,采用 U7613 的同步整流方案可提高效率达 3%~5%,同时降低 MOSFET 温升 15℃以上。
五、典型应用领域与方案设计
5.1 应用领域
快速充电器(PD/QC/USB-C)
服务器电源模块
工业级 LED 恒流电源
通信基站/POE 供电设备
电动车辅助电源(OBC/DC-DC)
5.2 应用实例分析
某48V转12V 200W电源设计:
项目
采用肖特基
采用U7613+MOS
整机效率 | 89.5% | 93.2% |
输出波纹 | 高 | 低 |
MOS表面温度 | 82℃ | 63℃ |
EMI 辐射 | 略高 | 明显降低 |
BOM 成本 | 稍低 | 略高,但性价比更优 |
由此可见,在中高功率转换场合,U7613 的性价比和性能优势明显优于传统整流方式。
六、与市场主流产品对比分析
参数
U7613
IR11688
NCP4306
适用模式 | CCM/DCM/QR | DCM | CCM |
最大频率 | 500kHz | 250kHz | 250kHz |
驱动能力 | 强 | 中 | 中 |
自供电 | 支持 | 支持 | 外部供电 |
封装尺寸 | SOT23-6 | SOIC-8 | SOIC-8 |
U7613 兼容更多模式,频率响应快,自供电设计更利于简化外围电路,适合新一代电源小型化趋势。
七、设计注意事项与选型建议
7.1 PCB布局建议
驱动引脚走线需尽量短以减少干扰;
D/S端布线应粗短以减少寄生电感;
旁路电容接近芯片供电端;
加强散热设计,保证 MOSFET 温升可控。
7.2 MOSFET 配合建议
Rds(on) 尽量低(<10mΩ)以发挥整流效率;
反向恢复时间短,适合高频;
耐压满足 Vds + 10% 余量;
热阻小,便于散热。
八、结语
U7613 作为一款高集成、高性能的同步整流控制芯片,凭借其卓越的频率响应、智能控制能力和广泛的模式兼容性,在 CCM 应用中展现出强大竞争力。尤其在高效率、高功率密度电源方案日益流行的今天,U7613 不仅优化了整流性能,还为工程师提供了可靠的低损耗设计路径。
对于正在寻找高效能、高可靠性同步整流方案的工程师而言,U7613 无疑是值得重点关注和部署的解决方案。