探索TEA2093TS：新一代同步整流控制器的卓越性能

在電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，同步整流技術(shù)對(duì)于提高開關(guān)電源的效率至關(guān)重要。NXP推出的TEA2093TS作為新一代同步整流（SR）控制器IC，為開關(guān)電源帶來了許多創(chuàng)新特性。今天，我們就來深入了解一下這款控制器。

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一、產(chǎn)品概述

TEA2093TS是專為不對(duì)稱半橋反激和標(biāo)準(zhǔn)反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)同步整流而設(shè)計(jì)的專用控制器IC。它采用了自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)技術(shù)，能在任何負(fù)載下實(shí)現(xiàn)最高效率。同時(shí)，該芯片還能為低輸出電壓的電池充電應(yīng)用或高端整流應(yīng)用生成自身的電源電壓，并且采用了絕緣體上硅（SOI）工藝制造。

二、特性與優(yōu)勢(shì)

（一）效率特性

• 自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)：無論負(fù)載如何變化，都能實(shí)現(xiàn)最高效率，這對(duì)于追求高效電源的設(shè)計(jì)來說至關(guān)重要。
• 低空載電流：在空載運(yùn)行時(shí)，典型電源電流低于200μA，有助于降低功耗。

（二）應(yīng)用特性

• 寬輸出電壓范圍：可在低至0V的寬輸出電壓范圍內(nèi)工作，適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景。
• 高耐壓引腳：漏極檢測(cè)引腳能夠處理高達(dá)120V的輸入電壓，增強(qiáng)了芯片的適用性。
• 自供電功能：支持低輸出電壓和高端整流應(yīng)用，無需輔助繞組，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。
• 兼容多種MOSFET：可與標(biāo)準(zhǔn)和邏輯電平SR MOSFET配合使用，還支持USB BC、USB PD和快速充電應(yīng)用。
• TSOP6封裝：小巧的封裝形式，便于在PCB上布局。

（三）控制特性

• 快速關(guān)斷：自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)能在導(dǎo)通結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷，提高了整流效率。
• 欠壓鎖定（UVLO）：具有有源柵極下拉功能，增強(qiáng)了芯片的穩(wěn)定性。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

TEA2093TS主要用于反激式電源，能夠驅(qū)動(dòng)外部同步整流MOSFET，替代傳統(tǒng)的二極管進(jìn)行變壓器次級(jí)繞組電壓的整流。它適用于需要高效率的各種電源，如充電器、適配器、不對(duì)稱半橋反激電源以及具有極低和/或可變輸出電壓的反激電源。

四、訂購與標(biāo)記信息

（一）訂購信息

（二）標(biāo)記代碼

五、引腳信息

（一）引腳配置

（二）引腳描述

六、功能描述

（一）啟動(dòng)與欠壓鎖定（UVLO）

CAP引腳上的電容為TEA2093TS供電。當(dāng)XV電壓小于4.7V時(shí)，電容通過DRAIN引腳充電，充電電流將電容充電至4V后停止。當(dāng)外部電壓超過4.7V時(shí)，XV引腳通過集成二極管提高電容電壓，從而提高柵極驅(qū)動(dòng)器電壓。當(dāng)CAP引腳電壓超過3.7V（典型值）時(shí)，芯片離開UVLO狀態(tài)，激活同步整流電路；當(dāng)電壓降至3.6V（典型值）以下時(shí)，重新進(jìn)入U(xiǎn)VLO狀態(tài)，SR MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器輸出被主動(dòng)拉低。

（二）漏極檢測(cè)（DRAIN引腳）

漏極檢測(cè)引腳能夠處理高達(dá)120V的輸入電壓。當(dāng)漏極檢測(cè)電壓為正時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器處于關(guān)斷模式，柵極被下拉；當(dāng)漏極檢測(cè)電壓為負(fù)時(shí)，芯片通過檢測(cè)漏源極差分電壓?jiǎn)⒂猛秸鳌?/p>

（三）同步整流（DRAIN和SOURCE引腳）

芯片通過檢測(cè)漏極檢測(cè)（DRAIN引腳）和源極檢測(cè)（SOURCE引腳）之間的電壓差來驅(qū)動(dòng)SR MOSFET的柵極。在調(diào)節(jié)階段，芯片將漏極和源極檢測(cè)輸入之間的差值調(diào)節(jié)到絕對(duì)電平37mV。當(dāng)絕對(duì)差值超過37mV時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器輸出增加外部SR MOSFET的柵極電壓；當(dāng)絕對(duì)差值小于30mV時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器輸出降低柵極電壓。當(dāng)SR MOSFET電流為零時(shí)，它會(huì)迅速關(guān)斷。關(guān)斷后，當(dāng)漏極電壓超過300mV時(shí)，7Ω的低歐姆柵極下拉將SR MOSFET的柵極保持關(guān)斷狀態(tài)。

（四）柵極驅(qū)動(dòng)器（GATE引腳）

柵極驅(qū)動(dòng)器電路在電流上升階段為外部SR MOSFET的柵極充電，在電流下降階段放電。它具有典型的0.50A源能力和0.65A灌電流能力，能夠?qū)崿F(xiàn)外部SR MOSFET的快速導(dǎo)通和關(guān)斷。驅(qū)動(dòng)器的最大輸出電壓限制為12V，可驅(qū)動(dòng)所有品牌的MOSFET達(dá)到最小導(dǎo)通電阻。在某些應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓會(huì)根據(jù)供電情況進(jìn)行調(diào)整。

（五）源極檢測(cè)（SOURCE引腳）

源極檢測(cè)引腳用于測(cè)量外部SR MOSFET的漏源電壓。該引腳應(yīng)盡可能靠近外部SR MOSFET的源極連接，以減少由于寄生電感引起的測(cè)量誤差。

七、電氣特性

（一）極限值

（二）熱特性

（三）特性參數(shù)

在不同的工作條件下，TEA2093TS的各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)也有所不同，如供電電壓管理、同步整流檢測(cè)輸入、柵極驅(qū)動(dòng)器等方面的參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估非常重要。

八、溫度曲線

芯片的一些參數(shù)會(huì)隨溫度變化而變化，如充電電流、工作電流、驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)電壓、柵極下拉電阻和關(guān)斷電壓等。了解這些溫度曲線有助于在不同的環(huán)境溫度下合理使用芯片。

九、應(yīng)用信息

在使用TEA2093TS設(shè)計(jì)反激式開關(guān)電源時(shí)，需要注意一些關(guān)鍵問題。例如，要特別關(guān)注漏極檢測(cè)和源極檢測(cè)引腳的連接，確保測(cè)量準(zhǔn)確，避免因測(cè)量誤差導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)效率降低。同時(shí)，要注意電源布線，避免高dI/dt電流引起的測(cè)量誤差。

十、總結(jié)

TEA2093TS作為一款新一代的同步整流控制器IC，憑借其自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)、寬輸出電壓范圍、自供電等特性，為開關(guān)電源設(shè)計(jì)帶來了更高的效率和靈活性。在充電器、適配器等多種電源應(yīng)用中，它都能發(fā)揮出色的性能。作為電子工程師，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電源電路時(shí)，可以充分考慮這款芯片的優(yōu)勢(shì)，為產(chǎn)品的性能提升提供有力支持。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。