UCD7232 数字控制兼容型同步降压栅极驱动器，具有电流检测和故障保护功能技术资料

UCD7232 大电流驱动器专为数字控制、负载点、同步降压开关电源而设计。两个驱动电路为高侧提供高充电和放电电流 同步降压电路中的 NMOS 开关和低侧 NMOS 同步整流器。MOSFET 栅极由内部调节的 V 驱动GG系列供应。内部 VGG系列可以禁用稳压器，以允许用户提供自己的栅极驱动电压。这种灵活性允许 2.2 至 15 V 的宽功率转换输入电压范围。内部欠压锁定 （UVLO） 逻辑确保 VGG系列良好后，才允许切屑作。

驱动逻辑块允许在 SRE Mode 引脚选择的两种模式之一下运行。在 Synchronous Mode 中，logic block 使用 PWM 信号来控制高侧和低侧栅极驱动信号。死区时间会自动调整以防止交叉传导。同步整流器使能 （SRE） 引脚控制当 PWM 信号为低电平时是否打开低侧 FET。在 Independent Mode 中，PWM 和 SRE 引脚直接控制高侧和低侧门。在此模式下不使用防交叉传导 logic。
*附件：ucd7232 数字控制兼容 Synchronous-Buck 栅极驱动器数据表.pdf

板载比较器可监控高侧开关两端的电压和外部电流感应元件两端的电压，以保护功率级免受突然的高电流负载的影响。为高侧设置消隐延迟 比较器，以避免与开关边沿噪声相吻合的误报。在发生高侧故障或过流故障时，高侧 FET 关闭，故障标志 （FLT） 断言为 提醒数字控制器。故障阈值由 HS Sense 和 ILIM 引脚独立设置。

输出电流由精密、高增益、开关电容差分放大器测量和监控，该放大器处理外部电流感应元件上的电压。放大后的信号可供 I 上的数字控制器使用星期一针。电流检测放大器具有 0.5 V 的输出偏移，因此可以感应正 （拉） 和负 （灌） 电流。

片上温度感应可监控芯片温度。如果温度超过大约 165°C，温度传感器将启动热关断，停止输出切换并设置 FLT 标志。当芯片温度下降约 207° 时，温度故障会自动清除。

特性

• 双大电流驱动器。
• 与 TI Fusion 数字电源控制器（
  如 UCD91xx 和 UCD92xx 系列）完全兼容
• 工作开关频率达 2 MHz
• 具有独立
  可调阈值的高侧 FET 和输出电流限制保护
• 具有故障标志输出的快速高压侧过流检测电路 – 逐周期防止
  灾难性电流水平
• 差分高增益电流检测放大器
• 电压与负载电流监控器输出成正比
• 宽输入电压范围：4.7 V 至 15 V
  工作电压至 2.2 V 输入，采用外部
  4.5-6.5 V 偏置电源
• 用于栅极驱动和内部电路的板载稳压电源
• 集成热关断
• 可选作模式：
  • PWM 加上具有自动死区时间控制的同步整流器使能 （SRE）
  • 用于直接 FET 控制的直接高栅极和低栅极输入
• 用于功率级关断的 3 态 PWM 输入
• UVLO 内务处理电路
• 额定结温范围为 –40°C 至 +125°C
• 应用
  • 用于单相和
    多相应用的数字控制同步降压功率级
  • 数字控制功率模块

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：UCD7232
• ‌类型‌：数字控制兼容同步降压栅极驱动器
• ‌特点‌：双高电流驱动，全兼容TI Fusion数字电源控制器，支持高达2MHz的开关频率

2. 主要特性

• ‌高电流驱动‌：专为高侧和低侧NMOS开关设计
• ‌数字控制兼容‌：与TI UCD91xx和UCD92xx系列数字电源控制器兼容
• ‌宽输入电压范围‌：支持4.7V至15V的输入电压，以及2.2V至15V的外部门极驱动电压
• ‌过流保护‌：具有快速高侧过流感应电路，可独立调整过流保护阈值
• ‌故障检测‌：包括过流、过温和欠压锁定（UVLO）故障检测，并输出故障标志（FLT）
• ‌多种工作模式‌：支持PWM加同步整流器使能（SRE）模式和独立门极控制模式

3. 电气特性

• ‌工作温度范围‌：-40°C至125°C
• ‌门极驱动电压‌：内部调节至约6.2V（可通过外部供电禁用）
• ‌供电电流‌：非切换状态下，典型值为10mA（VIN=5V或15V）
• ‌过流检测时间‌：高侧和低侧分别为100ns和150ns
• ‌传播延迟‌：PWM到高侧门极和低侧门极的传播延迟分别为50ns和46ns

4. 功能描述

• ‌PWM输入‌：接受3.3V或5V逻辑电平信号，控制高侧和低侧门极驱动信号
• ‌SRE模式‌：通过SRE引脚选择同步整流器使能模式或独立门极控制模式
• ‌电流感应‌：内置高精度差分电流感应放大器，监测输出电流
• ‌热关断‌：内置热传感器，超过约165°C时自动关断输出
• ‌UVLO功能‌：门极驱动电压低于UVLO阈值时，禁止输出切换并断言FLT信号

5. 应用信息

• ‌应用领域‌：数字控制的同步降压电源阶段，单相和多相数字电源模块
• ‌典型应用‌：提供了20A电源阶段的详细设计示例，包括电感选择、FET选择、电容计算和布局建议

6. 设计指南

• ‌电感选择‌：根据最大输出电流、纹波电流和饱和电流选择适当的电感值
• ‌FET选择‌：根据VDS击穿电压、ID峰值电流、RDS(ON)和Qg等参数选择高侧和低侧FET
• ‌电容计算‌：包括输入电容、输出电容、旁路电容和自举电容的计算
• ‌布局建议‌：强调最小化开关环路面积，减少噪声和寄生电感，提供正确的电流感应迹线布局示例

7. 文档与支持

• ‌相关数据表‌：提供了详细的电气特性、引脚功能和应用曲线
• ‌社区资源‌：提供TI E2E™在线社区链接，方便用户获取技术支持和交流经验