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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

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

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。


 

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