深入解析 Onsemi NCP1393B：高電壓半橋驅動器的卓越之選

在電子設計領域，一款性能出色的驅動器對于各類電源應用至關重要。Onsemi的NCP1393B高電壓半橋驅動器，憑借其獨特的特性和廣泛的應用范圍，成為眾多工程師的首選。本文將深入剖析NCP1393B的各項特性、引腳功能、電氣參數(shù)以及應用信息，為電子工程師們提供全面的參考。

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一、產(chǎn)品概述

NCP1393B是一款自振蕩高壓MOSFET驅動器，專為采用半橋拓撲的應用而設計。它采用專有高壓技術，可承受高達600V的母線電壓。通過單個電阻，其工作頻率可在25kHz至250kHz之間調節(jié)。同時，它具備可調的欠壓保護功能，確保母線電壓在正確的工作范圍內。內部100ms的PFC延遲定時器保證了下游主轉換器在母線電壓完全穩(wěn)定后才開啟。此外，固定的死區(qū)時間有助于降低直通電流。

二、產(chǎn)品特性

1. 寬工作頻率范圍

工作頻率范圍為25kHz至250kHz，最小頻率調節(jié)精度為±3%，能夠滿足不同應用場景的需求。

2. 固定死區(qū)時間

死區(qū)時間固定為0.6μs，有效減少上下功率晶體管之間的交叉導通，提高系統(tǒng)效率。

3. 可調欠壓保護

可根據(jù)簡單的PFC關聯(lián)進行欠壓保護調節(jié)，確保系統(tǒng)在合適的母線電壓下工作。

4. 100ms PFC延遲定時器

在驅動器重啟時提供固定延遲，保證母線電壓穩(wěn)定，同時使軟啟動電容在重啟前完全放電。

5. 鎖存輸入

在嚴重故障條件下（如過溫或過壓），鎖存輸入功能可確保系統(tǒng)安全。

6. 內部16V VCC鉗位

提供一種被動電壓調節(jié)方式，確保在非穩(wěn)壓電源或母線電容供電時，VCC電壓穩(wěn)定在16V。

7. 低啟動電流

最大啟動電流為50μA，允許設計師在驅動器由輔助繞組供電時使用高阻值啟動電阻，顯著降低啟動電阻的功耗。

8. 驅動能力

具備1A/0.5A的峰值電流吸收/源驅動能力，能夠有效驅動MOSFET。

9. 高耐壓

可承受高達600V的母線電壓，適用于離線應用。

10. 內部溫度關斷

當溫度過高時，自動關斷以保護器件。

11. 封裝形式

采用SOIC - 8封裝，符合無鉛標準。

三、引腳功能

四、最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值表中列出的應力可能會損壞器件。如果超過這些限制，不能保證器件的功能，可能會造成損壞并影響可靠性。

五、電氣特性

1. 電源部分

包括開啟閾值電平、最小工作電壓、浮動部分的啟動和截止電壓、內部邏輯復位的VCC電平、啟動電流、內部IC消耗等參數(shù)。

2. 內部振蕩器

最小和最大開關頻率、參考電壓、內部電阻放電、工作占空比對稱性等。

3. 驅動輸出

輸出電壓上升和下降時間、源電阻、吸收電阻、死區(qū)時間、高壓引腳到地的泄漏電流等。

4. 保護功能

欠壓輸入偏置電流、欠壓電平、滯后電流、BO引腳的鎖存電壓、驅動器停止前的傳播延遲、任何驅動器重啟前的延遲、溫度關斷和滯后等。

六、應用信息

1. 適用場景

NCP1393B主要用于低成本半橋應用，特別是諧振半橋應用，如平板顯示器電源轉換器、低成本諧振開關電源、筆記本電腦的高功率AC/DC適配器、離線電池充電器和燈鎮(zhèn)流器等。

2. 關鍵特性應用

• 寬工作頻率范圍：內部電流控制振蕩器可在高達250kHz的寬頻率范圍內工作，最小頻率精度為3%，滿足不同應用對頻率的需求。
• 固定死區(qū)時間：有助于減少上下功率晶體管之間的交叉導通，提供三種不同死區(qū)時間值的版本，以覆蓋廣泛的應用。
• 100ms PFC定時器：在驅動器重啟時提供固定延遲，確保母線電壓穩(wěn)定，同時使軟啟動電容在重啟前完全放電。
• 欠壓檢測：BO輸入通過電阻分壓器監(jiān)測母線電壓水平，確保應用僅在所需的母線電壓范圍內工作。設計師可根據(jù)應用需求調整母線電壓滯后。
• 鎖存輸入：與BO端子并聯(lián)的鎖存比較器輸入，允許設計師在必要時鎖存IC，如過壓或過溫情況。需將電源電壓降至VCC reset閾值以下，或使VBO降至VBO水平以下，才能進行另一次啟動嘗試。
• 內部VCC鉗位：內部齊納鉗位為無源電壓調節(jié)器提供了一種方式，以在控制器由非穩(wěn)壓電源或母線電容供電時，將VCC電壓維持在16V。
• 低啟動電流：最大啟動電流為50μA，允許設計師在驅動器由輔助繞組供電時使用高阻值啟動電阻，降低啟動電阻的功耗。

3. 電流控制振蕩器

電流控制振蕩器采用高速電路，可在50kHz至500kHz范圍內工作。由于內部二分頻產(chǎn)生兩個Q和Q輸出，輸出M lower和M upper的最終有效信號在25kHz至250kHz之間切換。通過調節(jié)Rt引腳流出的電流可改變開關頻率。內部定時電容Ct由與Rt引腳流出電流成比例的電流充電，當電容電壓達到2.5V時，施加放電電流。在放電期間，輸出驅動器禁用，死區(qū)時間由放電電流吸收能力決定。在PFC延遲期間，充電電流和整個振蕩器禁用，以保持IC消耗低于400μA。

4. 欠壓保護

欠壓電路（BO）可保護應用免受低直流輸入電壓的影響。當電壓低于給定水平時，控制器阻止輸出脈沖；高于該水平時，允許輸出脈沖。通過電阻分壓器將高壓（HV）軌的一部分引入引腳3，可選擇開啟和關閉電平。

5. 鎖存關閉保護

在過壓或過溫等情況下，可通過在BO引腳添加比較器，將該引腳電壓提升至V latch（典型值2V）以上，永久禁用脈沖。通常需將VCC降至6.5V以下才能重置控制器。

6. 高壓驅動器

內部高壓部分包含UVLO電路，確保上側MOSFET有足夠的Vgs。浮動驅動器部分的VCC由C boot電容提供，該電容由外部自舉二極管重新充電。內部邏輯確保M lower驅動器在任何驅動器重啟后首先開始脈沖，自舉電容在第一個脈沖期間充電。

七、機械封裝

NCP1393B采用SOIC - 8封裝，詳細的封裝尺寸和引腳配置在文檔中有明確說明。同時，文檔還提供了多種不同引腳功能的樣式，以滿足不同應用的需求。

總結

Onsemi的NCP1393B高電壓半橋驅動器以其豐富的特性、可靠的性能和廣泛的應用范圍，為電子工程師在電源設計領域提供了一個強大的工具。在實際應用中，工程師們可以根據(jù)具體需求，充分利用其各項特性，設計出高效、穩(wěn)定的電源系統(tǒng)。你在使用NCP1393B的過程中遇到過哪些問題？或者你對它的哪些特性最感興趣呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和想法。