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(多图) FAN3XXX系列高速低端MOSFET驱动器概述

来源:今日电子/作者:北京航空航天大学 方佩敏?? 2007年11月19日 ?? 收藏0

  FAN3XXX系列是飞兆公司(FAIRCHILD)2007年10月推出的新产品,是一种高速低端MOSFET驱动器系列。

  该系列各种驱动器与PWM控制器及功率MOSFET组合可设计出各种高频、大功率开关电源。根据驱动器的通道数、输出电流大小,有不同的封装及型号,可满足各种开关电源的大小结构及不同输出功率的需要,如表1所示。

表1 FAN3XXX型号列表

FAN3XXX型号列表

  主要特点

  FAN3XXX系列主要特点:

  1 速度高

  FAN3XXX在2.2nF负载时,输入90%到输出10%的时间小于35nS。在传播延迟上比很多竞争者要快。

  2 两通道间紧密匹配

  FAN3224在4.7nF负载时,在两通道间的差别测量值小于0.5nS(典型值)。两通道并联时有极好的性能。

  3 输入结构

  FAN3XXX系列有单输入驱动器及双输入驱动器,应用十分灵活。单输入结构如图1所示。例如FAN322X双驱动器,每一通道都有使能端(EN),另一输入端输入反相或同相逻辑。

单输入结构

图1 单输入结构

  双输入结构如图2所示。同相工作时将IN-端接L,使用IN+输入;反相工作时将IN+接H,使用IN-输入。其真值表如表2所示。

双输入结构

图2 双输入结构

真值表

  FAN3100用作同相驱动器时接法如图3所示,其输入及输出波形如图4所示。从图中可看出:在VDD低于欠压锁存(UVL0)阈值时,无输出,只有VDD大于欠压锁存阈值电压时才有输出。

FAN3100做同相驱动器的接法

图3? FAN3100做同相驱动器的接法

FAN3100做同相驱动器的输入/输出波形

图4? FAN3100做同相驱动器的输入/输出波形

  FAN3100用作反相驱动器时接法如图5所示,其输入及输出波形如图6所示。

FAN3100做同相驱动器的接法

图5 FAN3100做同相驱动器的接法

FAN3100做同相驱动器的输入/输出波形

图6 FAN3100做同相驱动器的输入/输出波形

  4 CMOS或TTL逻辑电压兼容

  FAN3XXX系列的各型号的输入信号是CMOS或TTL逻辑电压兼容,使设计更容易。在TTL电压输入时,其高电压≥2.0V;低电压≤0.8V。CMOS输入阈值与VDD有关,高电压≈0.6VDD;低电压≈0.4VDD。

  5 封装尺寸小

  在业界中FAN3XXX系列封装尺寸是最小的。2A驱动器采用2mm×2mm的MLP-6封装;4A驱动器采用3mm×3mm的MLP-8封装。另外,它也有SOLC及SOT标准封装。各种封装的尺寸如图7所示。

FAN3XXX的封装

图7 FAN3XXX的封装

  6 工作电压范围宽,其VDD极限值为20V。

  典型应用电路

  FAN3XXX系列MOSFET驱动器与PWM控制器及功率MOSFET可以组成各种不同结构的开关电源。图8是一种采用2个FAN3100 MOSFET驱动器(IC1、IC2)及3个功率MOSFET(Q1~Q3)组成的隔离式DC/DC转换器电路(图中未画出PWM控制器,仅画出PWM控制器输出的PWM信号)。

隔离式DC/DC转换器电路

图8 隔离式DC/DC转换器电路

  在图8中,IC1的IN-接地组成同相驱动电路,输出的PWM信号经驱动器后驱动开关器Q1,Q1的负载是高频变压器T1的原边线圈,高频变压器副边得电。

  PWM控制器输出的PWM信号同时输入到高频变压器T2,经T2隔离后的PWM信号加到IC2的IN-端(IC2的IN+接地,组成反相驱动器),驱动器IC2的输出去控制变压器副边的MOSFET Q3(Q3作同步整流器)。

  在T1副边上+下-时,Q2导通、Q3截止,电压经电感L1、COUT及负载供电,经Q2形成回路。在T1副边上-下+时,Q2截止,IC2输出的高电压使Q3导通。L1储存的能量向负载释放,经Q3形成回路,其工作状态如图9所示。这种同步整流的结构具有较高的转换效率。

工作状态

图9 工作状态

  图8仅画出驱动开关器Q1及驱动同步整流器Q3的部分电路。要输出电压稳定还需要将输出电压经光电耦合器隔离反馈到PWM控制器,改变输出脉冲宽度来调节输出电压,这部分电路未在图8中画出。


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