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N3701V返馳式同步整流器介紹 JACK LU / 卢东斌永源香港有限公司 / Forever Hongkong Limited 深圳市振兴路6号上步工贸大厦南座4楼401室 Tel： Fax： HP： QQ： Skype:df

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尼克森同步整流器系列 N 為尼克森最早開發之返馳式次級側同步整流控制器 , 於 2003 年推出為國產最早出現的同步整流控制器產品 , 獲國內大廠及韓國大廠相繼採用 , 目前已改版為N3870。 N 於2004年推出 ,與 N3856 同屬於搭配一初級側定頻 PWM控制器的同步整流應用IC, 應用產品適用於中低功率的電源產品上。 N 於2006年推出 , 為cost down 版同步整流控制器, 主要搭配於返馳式 QR mode或半橋諧振電路設計應用。 N 於2004年推出 ,乃專為順向式輸出設計的同步整流控制器 , 適用於中高輸出功率的 PC或open frame電源產品。 N 於2007年推出 , 為外接Current Detector N3869之返馳式次級側同步整流控制器。 N 為尼克森最新發表之返馳式次級側同步整流控制器, 提昇上一代同步整流控制器效率與溫度。

N3701V 簡介 N3701V為尼克森最新發表之返馳式次級側同步整流控制器 , 建議應用於返馳式 QR Mode 或 DCM mode設計。主要是改善前一代返馳式次級側同步整流控制器N3867V應用缺失 , 改善部份敘述如下: 1. 改善上一代返馳式次級側同步整流控制器N3867V 於驅動高 Ciss MOSFET時發生溫度較高問題。 2. 降低N3867V 於VCC漣波雜訊干擾敏感度 , 降低設計難度。 3. 提高上一代同步整流控制整體效率表現。

N3701V優點 1. N3701V適用SR MOSFET連接於 high side 或 low side 之應用 ; 2. N3701V之VCC採方波電源供電方式具較低之 no load power consumption , 符合 green mode 需求 ; 3. N3701V更短的Turn-on delay time 設計提供更快速的導通方式 , 大幅降低前段 MOSFET Body Diode 順向導通損失, 可省略為降低MOSFET Body Diode 順向導通損失而並聯應用之Schottky Diode需求 ; 4. N3701V採全方波驅動可提高MOSFET後段導通效率 ; 5. N3701V提供dead time外調功能 , 適用於各式不同之 RDS(on)MOSFET應用。

N3701V Control Timing Chart VDS_SR ID_PRI ID_SEC VGS_SR VCC VGS_PRI 0V 0A Dead time Operating threshold voltage Turn off delay

Energy Star® V2.0 standard

N3701V SR 基本應用電路 1.R1需依使用不同RDS(on)MOSFET以及輔助電源電壓作調整,使dead time為適當值。 2.如VGS rise time 發生嚴重undershoot時 ,C3 可以利用一Resistor 取代,改善undershoot 情形 ,阻值約100K 。 3.如驅動pulse 發生時有時無情形,為C5放電不足造成,此時R8可降低改善此情形。

N3701V SR 高壓輸出應用電路 For VDS>=180V N3701V於同步整流於高壓應用,當MOSFET VDS超過180V已高於SR controller輸入限制值時 ,可改利用一低阻值電阻作為電壓偵測。

N3701V SR for LLC Resonant 應用電路

Demo Board 線路圖與佈局線路圖 SIZE: 17x23mm

Demo Board安裝儘量降低接線長度避免雜訊干擾 , 建議demo board背接於 SR MOSFET 的 G,D,S pin 。 N3701V Demo board

Fly-back S. R. control Design Considering How to improve the efficiency with S.R. control : • Set the duty cycle to optimal condition(about 30%) at low line AC input condition. • Minimize the ring period of spike voltage • Minimize the reverse spike voltage of SR MOSFET • Choose preferred SR MOSFET .

Layout reference for SR application

N3701V同步整流與傳統Schottky Diode整流效率比較 19V/4.75A power supply (with PFC)

N3701V同步整流效率測試數據 Topology Load(%) Vin(V) Iin(A) Pin(W) Vout(V) Iout(A) Pout(W) Eff(%) AVG.Eff(%) Difference(%) N3701V+ SRMOS 13mΩ/100V (PSMN PS) 25 90 0.582 25.4 19.557 1.18 23.16 91.16 91.40 2.36 50 0.569 50.4 19.550 2.37 46.35 91.97 75 0.851 75.8 19.541 3.56 69.47 91.65 100 1.144 102.2 19.524 4.75 92.80 90.80 115 0.467 25.2 91.89 92.18 2.08 0.450 50.1 92.52 0.669 75.3 92.26 0.893 100.8 92.06 230 0.266 19.544 23.14 91.83 91.68 2.15 0.247 51.2 19.531 46.31 90.45 0.353 75.6 19.528 69.42 0.462 100.2 19.522 92.79 92.60 264 0.240 19.539 23.13 91.08 91.48 2.16 0.245 51.3 19.530 90.26 0.384 75.5 19.529 69.43 91.95 0.539 19.523 92.61

Schottky Diode 20A/100V (20H100CTG)
NIKO-SEMICONDUCTOR CO.,LTD. 傳統Schottky Diode整流效率測試數據 Topology Load(%) Vin(V) Iin(A) Pin(W) Vout(V) Iout(A) Pout(W) Eff(%) AVG.Eff(%) Difference(%) Schottky Diode 20A/100V (20H100CTG) 25 90 0.598 26.1 19.566 1.18 23.17 88.76 89.03 0.00 50 0.584 51.7 19.557 2.37 46.37 89.69 75 0.876 78.0 19.540 3.56 69.46 89.06 100 1.172 104.7 19.521 4.75 92.78 88.62 115 0.474 25.8 19.558 23.16 89.75 90.10 0.457 51.2 19.552 46.36 90.54 0.680 77.1 0.906 103.1 19.522 92.79 90.00 230 0.270 89.53 0.252 52.4 19.543 46.34 88.43 0.362 77.5 19.534 69.44 89.60 0.469 102.7 19.520 90.34 264 0.245 26.0 23.14 89.00 89.31 0.250 19.533 46.31 88.38 0.393 19.525 69.41 89.56 0.551 19.515 92.75 90.32

N3701V同步整流與傳統 Schottky Diode 無載比較 VIN(VAC) PIN(W) for N3701V Schottky Diode Remark 115 0.24 Tested with LED loading condition 230 0.33

N3701V同步整流與它牌同步整流效率比較 19V/4.75A adapter(with PFC)

N3701V同步整流效率測試數據 Topology Load(%) Vin(V) Iin(A) Pin(W) Vout(V) Iout(A) Pout(W) Eff(%) AVG.Eff(%) Difference(%) N3701V+ SRMOS 13mΩ/100V (PSMN PS) 25 90 0.582 25.4 19.557 1.18 23.16 91.16 91.40 0.40 50 0.569 50.4 19.550 2.37 46.35 91.97 75 0.851 75.8 19.541 3.56 69.47 91.65 100 1.144 102.2 19.524 4.75 92.80 90.80 115 0.467 25.2 91.89 92.18 0.13 0.450 50.1 92.52 0.669 75.3 92.26 0.893 100.8 92.06 230 0.266 19.544 23.14 91.83 91.68 0.01 0.247 51.2 19.531 46.31 90.45 0.353 75.6 19.528 69.42 0.462 100.2 19.522 92.79 92.60 264 0.240 19.539 23.13 91.08 91.48 -0.06 0.245 51.3 19.530 90.26 0.384 75.5 19.529 69.43 91.95 0.539 19.523 92.61

它牌同步整流效率測試數據 Topology Load(%) Vin(V) Iin(A) Pin(W) Vout(V) Iout(A) Pout(W) Eff(%) AVG.Eff(%) Difference(%) TEA1791+ SRMOS 13mΩ/100V (PSMN PS) 25 90 0.585 25.6 19.566 1.18 23.17 90.49 91.00 0.00 50 0.572 50.5 19.558 2.37 46.37 91.83 75 0.854 76.1 19.548 3.56 69.49 91.32 100 1.150 102.7 19.525 4.75 92.80 90.36 115 0.465 25.3 19.559 23.16 91.53 92.05 0.447 50.1 19.552 46.36 92.53 0.665 75.4 19.547 92.16 0.888 100.9 91.97 230 0.265 25.2 19.556 23.15 91.88 91.66 0.247 51.3 19.544 46.34 90.33 0.352 75.7 19.537 69.45 91.75 0.459 100.1 19.521 92.78 92.69 264 0.240 25.4 23.14 91.12 91.54 0.245 51.2 19.538 46.32 90.48 0.382 75.5 19.531 69.43 91.96 0.537 100.2 19.519 92.77 92.59

N3701V同步整流效率與它牌電路比較

N3701V SR Cost Analysis N3701V application TEA1791 application Location Part name Package Cost D1 L4148 SMD 0.004 C6 100P/100V SMD0805 0.0001 C1 10u/16V C8 470P/50V C2 0.1u/16V R7 MF 30K 1% R2 CF 560Ω 5% SMD1206 R8 CF 100K 5% R3 Q3 13mΩ/100V TO-220 0.38 Q1 U1 N3701V SOP- 8 0.3 TEA1791 SOP-8 Total cost 0.6844

N3701V同步整流與它牌驅動波形比較 FIG1.1 driving waveform 4.75A for N3701V FIG1.2 driving waveform 4.75A for TEA1791 FIG2.1 driving waveform 3.56A for N3701V FIG2.2 driving waveform 3.56A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌驅動波形比較 FIG3.1 driving waveform 2.37A for N3701V FIG3.2 driving waveform 2.37A for TEA1791 FIG4.1 driving waveform 1.18A for N3701V FIG4.2 driving waveform 1.18A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌驅動波形比較 FIG5.1 driving waveform 0A for N3701V FIG5.2 driving waveform 0A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌 dead time與turn-on delay 數據比較 N3701V TEA1791 Test condition Dead time Figure No Turn-on Figure 4.75A 300.8nS FIG1.1 126.9nS FIG6.1 117.2nS FIG1.2 191.3nS FIG6.2 3.56A 308.0nS FIG2.1 135.8nS FIG7.1 129.6nS FIG2.2 196.4nS FIG7.2 2.37A 376.4nS FIG3.1 152.9nS FIG8.1 122.2nS FIG3.2 233.4nS FIG8.2 1.18A 298.0nS FIG4.1 142.1nS FIG9.1 169.8nS FIG4.2 212.8nS FIG9.2 0A 336.8nS FIG5.1 296.5nS FIG10.1 188.6nS FIG5.2 463.1nS FIG10.2 *備註 : N3701V Dead time 可依設計者自行調整.

N3701V同步整流與它牌dead time與turn-on delay波形比較 FIG1.1 dead time 4.75A for N3701V FIG1.2 dead time 4.75A for TEA1791 FIG2.1 dead time 3.56A for N3701V FIG2.2 dead time 3.56A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌dead time與turn-on delay波形比較 FIG3.1 dead time 2.37A for N3701V FIG3.2 dead time 2.37A for TEA1791 FIG4.1 dead time 1.18A for N3701V FIG4.2 dead time 1.18A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌dead time與turn-on delay波形比較 FIG5.1 dead time 0A for N3701V FIG5.2 dead time 0A for TEA1791 FIG6.1 turn-on delay 4.75A for N3701V FIG6.2 turn-on delay 4.75A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌dead time與turn-on delay波形比較 FIG7.1 turn-on delay 3.56A for N3701V FIG7.2 turn-on delay 3.56A for TEA1791 FIG8.1 turn-on delay 2.37A for N3701V FIG8.2 turn-on delay 2.37A for TEA1791

N3701V同步整流與它牌dead time與turn-on delay波形比較 FIG9.1 turn-on delay 1.18A for N3701V FIG9.2 turn-on delay 1.18A for TEA1791 FIG10.1 turn-on delay 0A for N3701V FIG10.2 turn-on delay 0A for TEA1791

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