MP6922 — 02 内部框图与工作原理
对标 TI “Detailed Description” 章节:Overview → 框图走读 → 逐功能机理 → Device Functional Modes。全部机理依据 MPS MP6922 Rev. 1.26 第 8~10 页 OPERATION / Light-load Latch-off / RCP 各节与电气特性表;推断与经验单独标注。
本篇总结
- MP6922 的本质是两路“具有调节能力的电子二极管”:体二极管先行导通(VDS≈−0.5 V)→ 探到 −70 mV 开通 → 导通期把 VDS 调节在 70 mV → 电流将反向时 +30 mV 判据+20 ns 级快关。整条链路不需要初级控制器给任何同步信号。
- 70 mV 调节是全片最精妙的设计:电流变小时主动把栅压往下带、让 r_DS(on) 变大,使 VDS 恒挂在 −70 mV——这样电流一过零 VDS 立刻穿 +30 mV 关断阈值,倒灌只可能有一小口,而不是等 r_DS 很小时倒灌几安才被发现。
- 快关断的“死区预算核算”:以 12 V/15 A、100 kHz LLC 为例,次级电流过零斜率 ≈14.8 A/µs,关断总延迟 45 ns(10 nF 栅)意味着判据触发后倒灌只多走 ≈0.7 A;若换成 300 ns 级的慢控制器就是 4.4 A——这就是特性表给 35/45 ns 的物理意义。
- 消隐是双向的:开通后 1 µs 内不许关(但关断阈值抬到 +100 mV 留后门)、关断后 1.6 µs 内不许开——防的是 LLC 次级振铃把比较器当琴键按。手册明文警告:CCM 下同步导通期别短于 1 µs。
- 轻载锁闭 TLL 有两条进入路径(导通脉宽 <T_LL 持续 120 µs;或关断期 >50 µs 的突发路径)+ 两条退出路径(体二极管“真导通” >T_LL+0.2 µs;或 VDS<−70 mV)——判断依据全是“VDS 说了算”,无需系统通信。
- RCP 是关断阈值之外的第二道防线:RCP 脚经分压器盯漏极尖峰,>3 V 即双通道同锁 100 µs,专治“高频 CCM 下快关断也来不及”的极端瞬态;锁闭期变换器退化为纯二极管整流,效率掉但安全(退化行为属推断)。
- 手册原文与特性表多处不一致(开通延迟 200 ns vs 表 150/250 ns;关断 20 ns vs 表 15/35/45 ns;消隐期关断阈值 +100 mV vs +50 mV vs 表 +30 mV)——本篇一律以电气特性表为准并逐条注明。
- 一个手册没明说、但机理上成立的推论:T_LL=2.2 µs 默认值隐含了频率上限——fsw 高到半周期导通 <2.2 µs 时重载也会被误判轻载,因此高频设计应选 SOIC14 调小 R_LL(详见 9.4,属推断)。
1. Overview:为什么 LLC 的 SR 比反激难一个量级
反激次级电流是三角波:斜率恒定、导通窗口宽,“体二极管先导通→开通→过零前关断”三步走几乎不会踩空。LLC 次级电流是准正弦:导通窗口窄、过零斜率大、轻载直接断流(DCM/突发),三座大山:
- 正弦电流:过零处 di/dt 最大,留给“探测→关断”的时间窗口最窄;
- 轻载断流:突发模式下次级长时间无电流,SR 控制器若还在按周期开关,白白烧驱动损耗还可能被振铃误开通;
- 死区振铃:两臂交替的间隙里漏极在谐振腔激励下来回荡,谁的阈值不设防谁就误动作。
MP6922 的功能清单(70 mV 调节、快关断、双向消隐、TLL、RCP)就是逐条回应这三座大山。支持 DCM/CrCM/CCM 三工况(手册 §12 开篇):DCM/CrCM 下按“forward mode”控制、电流相当低时关栅;CCM 下靠“非常快的瞬态”触发关断——下面逐个拆。
先看反激与 LLC 的工况对照(为什么不能拿反激 SR 控制器硬套):
| 维度 | 反激(MP6908/NCP4307 的主场) | LLC(MP6922 的主场) |
|---|---|---|
| 次级电流形态 | 三角波,斜率近似恒定 | 准正弦,过零斜率最大 |
| 导通窗口 | 宽(整个去磁期) | 窄(半周期的一部分,随负载收缩) |
| 轻载行为 | 打嗝/跳周期,仍有清晰脉冲 | 断流+突发,长时间无电流 |
| 通道数 | 1 | 2(两臂交替,互为回路) |
| 振铃环境 | 去磁后的漏感振铃 | 死区里谐振腔激励的双向振铃 |
| 最主要风险 | 误导通(振铃越过阈值) | 倒灌/直通(关断不及时,两臂成回路) |
| 应对重点 | 防误开通判据(消隐/斜率/时间窗) | 快关断+轻载锁闭+反电流保护 |
要点:反激 SR 的投入在“别误开”,LLC SR 的投入在“及时关+轻载闭嘴”。MP6922 的功能清单全部长在后者上。
2. 框图走读(图 1,MPS MP6922 Rev.1.26 翻拍自手册)

按信号流从左到右读:
检测(左) 判据(中) 执行(右)
VD1 ──[钳位二极管]──[Protection Switcher]──► Comparator ──┐
VS1 ──────────────────────────────────────► (ch1) ├──► Driver1 ──► VG1
VD2 ──[钳位二极管]──[Protection Switcher]──► Comparator ──┤
VS2 ──────────────────────────────────────► (ch2) └──► Driver2 ──► VG2
Logic ◄── VDD Protection ◄── VDD
RCP ──┐ ▲ ▲
LL ──┴───────────────┴─┘(EN 亦入 Logic)
Driver2 输出内侧挂内部下拉电阻
- 两个“Protection Switcher”:VD 脚内部的高压开关/保护级,与框图里 VD 支路上的钳位二极管符号一起,对应 §12.2 的 VD 钳位(3.2 节)——180 V 高压不能裸进比较器。
- 两个 Comparator:各自拿 VD−VS 与三套阈值(−70 mV 开通 / 70 mV 调节 / +30 mV 关断,见 4.x 节)比,输出开/关请求。
- 中间的 Logic 是共享控制核心:EN、RCP、LL、VDD 保护(UVLO/热关断)全部汇入 Logic,再下控两路比较器/驱动器——这解释了为什么 RCP 锁闭是双通道同锁、UVLO 使全片进入睡眠:决策在公共层。
- Driver 输出内侧的电阻:对应 §12.3“睡眠时栅极被 10 kΩ 拉低”;而电气表的 1 Ω 下拉阻抗是有源下拉——两者分工:休眠态依靠 10 kΩ 维持低电平,正常关断用 1 Ω/3 A 快速拉低(内部结构的对应关系属推断,框图未细分)。
- 引脚对应(SOIC14):VD1(9)/VS1(8)→VG1(13);VD2(6)/VS2(7)→VG2(2);EN(3)、RCP(11)、LL(4)→Logic;VDD(12)、PGND(1/14)。
- 框图里“看不见”的机制:TLL 定时器、UVLO、热关断、双向消隐在框图上都被折叠进“Protection/Logic”两个方块里没细画——这提示两点:其一,这些机制全部作用于 Logic 层(所以 RCP/UVLO 才是双通道联动的);其二,框图不能当内部电路图用,细粒度行为以特性表+OPERATION 正文为准(工程上“框图定性、表格定量”)。
3. 一个开关周期:开通 → 导通 → 关断三相位
先看官方 180 W 平台的实测波形建立直觉(12 V/15 A,220 Vac 输入,2 µs/div):

读图:V_DS1/V_GS1 为通道 1、V_DS2/V_GS2 为通道 2。每个半周期里,V_DS 先呈现一个向下的尖谷(体二极管导通+开通延迟段),随后 V_GS 抬起、V_DS 被钳在低位(导通,70 mV 量级在 20 V/div 档位上贴着零线);两通道 V_GS 交替、中间留出间隙——那就是快关断与消隐共同守住的换向窗。半周期约 5 µs,与 100 kHz 量级的 fsw 相符(官方平台具体频率手册未标,待核实)。
符号约定(与电气特性表一致):以 VDS = VD − VS(漏减源)表述。SR 管导通时电流走“源→沟道→漏”(I_SD),故导通态 VDS 为负:VDS = −I_SD×r_DS(on)。
3.1 开通相位(Turn-on Phase)
- 动机:让 MOSFET 恰在体二极管开始导通时接替,把 0.5~0.7 V 的二极管压降换成 70 mV 量级的沟道压降。
- 机理:次级电流先流经体二极管,VDS≈−500 mV(手册 §12.6:<−500 mV),远深于 −70 mV 开通阈值 → 触发;经开通延迟 T_Don 后栅极抬起。
- 数字:T_Don typ 150 ns @C_LOAD=5 nF,250 ns @10 nF(特性表)。正文写 200 ns——与表不符,以表为准。这 150~250 ns 里电流仍走体二极管:损耗 = V_F×I×t×fsw。以 12 V/15 A、100 kHz LLC 为例(I_pk≈π/2×15≈23.6 A,过零斜率 di/dt=2πf×I_pk≈14.8 A/µs):250 ns 延迟末电流已达 14.8 A/µs×0.25 µs≈3.7 A,期间平均 1.85 A,二极管损耗 0.7 V×1.85 A×250 ns×100 kHz≈32 mW/通道——不大,但这就是“为什么栅负载越大损耗越高”(10 nF 比 5 nF 多承受 100 ns)。
- 设计含义:SR 管选型时 Qg/Ciss 进入“延迟预算”,不是越小越好(r_DS(on) 与 Qg 天生矛盾,03 篇第 1 步专门做这项核算)。
3.2 导通相位与 70 mV 调节(Conducting Phase)——全片核心
- 动机:如果栅极全程满驱,r_DS(on) 很小(比如 5 mΩ),电流过零后要倒灌 30 mV/5 mΩ=6 A 才能把 VDS 顶过 +30 mV 关断阈值——中心抽头拓扑里这就是直通。必须让“电流接近零”这件事提前反映到 VDS 上。
- 机理(手册 §12.7):VDS=−I_SD×r_DS(on) 随电流下降而回升;一旦升过 −70 mV,控制电路停止上拉栅驱动,栅压回落 → r_DS(on) 变大 → VDS 被压回 −70 mV。这是一个负反馈环:电流一路下降,栅压一路退,r_DS(on) 一路涨,VDS 恒在 −70 mV。效果:管子被“仿真”成一个 70 mV 压降的二极管,且r_DS(on) 在过零时已经被养大,过零后只需很小的反向电流就能把 VDS 顶过 +30 mV——关断判据又快又准。
- 核算示例:设过零时调节环把等效 r_DS 升高到 30 mΩ,则 +30 mV 阈值对应反向电流 30 mV/30 mΩ=1 A;对比满驱 5 mΩ 时的 6 A——调节功能把潜在倒灌压到 1/6。代价是导通期多承受 (70 mV−0)×I 的额外压降:11.8 A(RMS)×70 mV≈0.83 W?不——调节只在电流小时介入,重载时 VDS=−I×r_DS 本来就深于 −70 mV、栅压饱和(图 3),调节点根本不参与;真正的代价只在电流小段,可忽略。重载饱和、轻载调节两个工况的波形对比如下两图(翻拍自手册图 3/图 4):


重载(图 3):电流大,VDS=−I×r_DS 深过 −70 mV,栅压先饱和(满驱,把导通损耗压到最低);VDS 回升到 −70 mV 后栅压才下降进入调节。轻载(图 4):电流小,栅压从不饱和,开通后立即下降进入调节——VDS 全程贴着 −70 mV。
为什么是 70 mV,而不是 40 mV(MP6908 口径)或 150 mV?(本段为设计逻辑分析,数值均手册事实)判据链是“开通 −70 mV ↔ 调节 70 mV ↔ 关断 +30 mV”三值联动:调节点必须高于关断阈值(否则电流还没小就被判关断,导通期被腰斩),又要低于体二极管平台(~500 mV,否则开通后立刻进入调节、r_DS 提前变大徒增损耗)。70 mV 把三值排成 −70/…/+30 的等距阶梯,两侧各留一倍余量;40 mV 级更省压降但要求比较器失调更小、抗噪裕量更薄(+30 mV 关断判据离它只有 70 mV);150 mV 级则白白多烧 (0.15−0.07)×I 的压降。MPS 在自家单通道用 40 mV、这颗 LLC 双通道用 70 mV——前者为反激方波大窗口优化,后者为正弦窄窗口把“可靠关断”的权重调高(此对比为跨型号归纳,属分析性推断)。
阈值纪律:V_fwd 的 55/70/85 mV(min/typ/max)是调节点;重载大电流时 85 mV max 意味着最坏 0.085 V×11.8 A≈1 W 级的“仿真压降”——仍远优于体二极管的 5.25 W(7.5 A×0.7 V)。
3.3 关断相位(Turn-off Phase)与“死区预算核算”
- 机理(§12.8):VDS 升过 +30 mV 关断阈值(表中“关断阈值(VS−VD)=−30 mV typ”的相反数)→ 控制电路把栅驱动拉低。关断传播延迟 15 ns typ;带栅负载的总延迟 T_Doff=35 ns(5 nF)/45 ns(10 nF)typ。特性栏“Fast Turn-off Total Delay of 20 ns”与正文“~20 ns”应理解为无重负载/传播级的宣传口径,带载设计请用特性表 35/45 ns。
- 死区预算核算(把 45 ns 放进真实工况):LLC 半桥 12 V/15 A 输出、fsw=100 kHz 时,次级准正弦电流过零斜率 di/dt = I_pk×2πf = 23.6 A×6.283×10⁵ ≈ 14.8 A/µs。判据触发后栅极还在放电信道里,45 ns 内电流继续反向:ΔI = 14.8 A/µs×0.045 µs ≈ 0.67 A。加上过零前调节环已把 r_DS 增大(3.2 节的 1 A 判据),一次换向的倒灌电荷量级在 µC 以下——体二极管应力很小。对照组:一台总关断延迟 300 ns 的慢控制器,同样斜率下倒灌 4.4 A,中心抽头两臂构成回路,轻则效率凹陷、重则直通炸管。这就是“快关断”的数值意义。
- 关断后:加 1.6 µs 消隐(见 4.1),期间绝不开通,等振铃衰减、另一臂接替导通。
3.4 DCM/CrCM 与 CCM 的分工
手册 §12 开篇:DCM/CrCM 用 forward mode 控制,“电流降到相当低就关栅”(3.2 的调节机制正是实现这一功能的);CCM 则“在出现非常快的瞬态时关栅”——CCM 的电流过零更陡、换向更猛,主要靠 +30 mV 快判据 + RCP 后备保护。要点:DCM/CrCM 依赖调节环,CCM 依赖快关断(此归纳为本库对原文的解读,属表述性推断)。
3.5 三相位时序总表(设计速查)
| 相位 | 判据(VDS=VD−VS) | 延迟 | 之后叠加 | 失败后果 |
|---|---|---|---|---|
| 开通 | 跌破 −70 mV(体二极管平台 ~−500 mV 必然先触发) | T_Don 150/250 ns typ | 开通消隐 ~1 µs,阈值抬 +100 mV | 迟开=体二极管多承担(小损耗) |
| 导通 | 调节环钉在 ~−70 mV | 实时(负反馈) | — | 调节失灵=倒灌判据变钝(3.2 的 6 A 风险) |
| 关断 | 升过 +30 mV | 传播 15 ns;总 35/45 ns typ | 关断消隐 1.6 µs(禁开通) | 迟关=倒灌放大直至直通 |
三个相位的时间常数差了两个量级(250 ns → 实时 → 45 ns),不对称得很有章法:最贵的动作(关断)做得最快。把这张表和 04 篇排查流程树对照使用:VG 与 VDS 同屏时,三个相位各自的“迟到”对应不同的陷阱。
4. 逐个功能讲机理
4.1 消隐(Blanking)——把比较器的耳朵捂住一会儿
- 开通消隐 ≈1 µs(即最小导通时间 T_MIN,特性表 1 µs typ @5 nF):开通后 1 µs 内关断判据不被完全消隐,而是阈值从 +30 mV 抬到约 +100 mV(§12.1 与图 2 标注 +100 mV;§12.6 又写“0 mV→+50 mV”——前后不一致,以 §12.1/图 2/特性表关断阈值 +30 mV 的体系为准)。意图:开通振铃若真把 VDS 顶得很正,仍能关掉(慢一点也比关不掉强),同时正常振铃不会误关。
- 关断消隐 1.6 µs(T_OFF):关断后 1.6 µs 内绝不开通——防关断振铃把 −70 mV 开通阈值误触发。
- 手册的明文警告(§12.1):“不建议把 LLC 变换器 CCM 工况下的同步导通周期设得小于 1 µs,否则可能发生直通”——因为消隐期内的关断又慢又靠后门。换算成频率:CCM 半周期导通 <1 µs 意味着 fsw 逼近 300 kHz 上限的用法要格外小心(推断换算)。
- 类比:消隐就像按完电梯按钮后的 1 秒防抖——期间再按不响应;但火警按钮(+100 mV)仍然有效。

图 2 读图:VDS 轴从上到下 +100 mV(消隐期关断阈值)、+30 mV(正常关断阈值)、−70 mV(开通阈值);Flag 行标出 ~1 µs 开通消隐窗;三个区间依次为 Turn On Delay(由体二极管导通承担)→ Turn On Blanking → Turn Off Delay(“Driver begin to be pulled down”到“Driver turn off”)。
4.2 VD 钳位(VD Clamp)与高压 JFET
- 动机:VD 脚直接接在漏极上,LLC 次级关断管漏极应力 ≈2×V_OUT+振铃(12 V 输出即 24 V+振铃,24 V 输出即 48 V+振铃),输入级必须承受高压;同时漏极偶尔振到 0 V 以下,−0.7 V 的绝对最小额定值需要保护。
- 机理:输入用高压 JFET(§12.2);特性曲线给出 VD 结构击穿电压 225~265 V(随温度)——180 V 连续耐压之外还有余量。当 VD 跌破 −0.7 V,钳位支路导通,手册建议串小电阻限流。
- 数字:I_bias ≤1 µA max @VD=180 V → 串 1 kΩ 时正常检测附加误差仅 1 mV(占 70 mV 判据的 1.4%)——串联电阻在检测精度上几乎免费。钳位电流额定值手册未给,取值上限无法从手册算出,工程口径 10 Ω~1 kΩ,官方 180 W 图用 10 Ω 级(R24/R26/R28=10 Ω,归属待核实),属业界经验。
4.3 UVLO 与 EN——两道“供电门卫”
- VDD UVLO:上升 5.0/6.0/7.0 V、迟滞 0.5/1/1.5 V。低于阈值进睡眠模式,栅极被 10 kΩ 拉低(§12.3)。注意推荐工作条件是 8 V 起——UVLO 6 V 只是“下限保护”,设计要让 VDD 稳在 8 V 以上(曲线显示 UVLO 上升阈值全温区 5.7~6.15 V,很稳)。
- EN 两级(§12.4+特性表):EN 超过关断阈值 1.5 V typ → 内部逻辑启动但栅驱动仍锁闭;超过 EN UVLO 3.0 V typ → 驱动解锁。各 0.2 V 迟滞;内部 10 µA 上拉 → 悬空即使能。用途:系统可用光耦/检测信号“先给逻辑、后放驱动”;关机时拉低 EN,静态电流进 600 µA 档(VDD=20 V 关断电流 ≤600 µA)。
- 为什么做两级:中间态(1.5~3.0 V)“脑子醒了、手脚还锁着”——便于上电时序管理与安全联锁。设计红线:别用慢 RC 让 EN 长时间停留中间态(01 篇 3.6)。
4.4 热关断(Thermal Shutdown)
结温超 150 ℃ → 栅拉低、停止开关;降到 120 ℃(迟滞 30 ℃)→ 自动恢复。迟滞的意义:防止在阈值点“开-关-开”热振荡。工程含义(推断):SR 掉线 → 导通压降从 70 mV 变 0.7 V → 损耗涨一个量级 → 更热 → 若根因不除(散热/过流),每次恢复都更糟。热关断是保险丝,不是散热方案。
4.5 供电来源:VDD 8~24 V 从哪来
手册未设供电专章;官方应用图(第 1 页与图 5)中 VDD 挂在次级侧输出网络(12 V 输出直连,U3 配 C15=2.2 µF 去耦)——输出直连是 LLC 应用下的自然选择:VDD 范围 8~24 V 正好覆盖 12 V/19 V/24 V 输出。连带后果:输出正常供电时 SR 工作,输出跌落时 SR 随之停止(突发时 VDD 随输出波动,UVLO 6 V 下限 + 去耦电容在间歇期维持供电,03 篇第 3 步算电容)。
5. 轻载锁闭(Light-load Latch-off, TLL)——专治 LLC 轻载
5.1 为什么要锁
轻载下 LLC 进 DCM/突发,次级断流。SR 控制器若继续按振铃“见缝插针”地开关:驱动损耗 Q_g×V_GS×f 白烧(45 nC×9.8 V×100 kHz×2 管 ≈ 88 mW,轻载时这是可观的一块);误开通还可能搬运倒灌。锁闭后全片进 <600 µA 档——这就是“兼容 Energy Star 与 0.5 W 待机”的实现路径(对应专利见手册注 1)。
5.2 正常路径:导通脉宽判据(§13.1)
进入:每个开关周期中 MOSFET 导通期 <T_LL(默认 2.2 µs @R_LL=100 kΩ),持续 T_LL-Delay=120 µs typ(150 µs max) → 锁闭栅驱动。120 µs 的“持续要求”防的是单次瞬态(负载阶跃、扰动)误锁。
锁闭中的监视:VDS 检测继续监视体二极管导通期——当 VDS 超过 −250 mV(V_LL-DS,−400/−250 mV min/typ)视为体二极管导通期结束。若体二极管导通期 >T_LL+T_LL-H=2.4 µs(迟滞 0.2 µs)→ 负载恢复 → 解锁,恢复同步整流。
判据哲学:进入看“SR 是否有导通的必要”(导通脉宽窄=电流小),退出看“体二极管是否真在承担大电流”(>2.4 µs 的体二极管导通=真负载)。迟滞 0.2 µs 防止在临界点反复进出。
T_LL 可调(仅 SOIC14):
T_LL = 2.2 µs × R_LL / 100 kΩ
例:R_LL=68.1 kΩ → T_LL=2.2×68.1/100=1.50 µs。怎么定 T_LL 目标值见 03 篇第 5 步。
5.3 突发路径:关断期判据(§13.2)
若同步 MOSFET 的关断期 >T_LL-OFF=50 µs(突发间歇的典型形态)→ 直接进轻载锁闭。解锁条件不同:VDS<−70 mV(体二极管开始导通的瞬间即解锁)。两条路径的差异:正常路径看“导通脉冲太窄”,突发路径看“安静得太久”——后者唤醒更敏捷(一有电流苗头就上)。V_LL-GS=1.0 V(VG−VS,特性表)是导通脉宽计数的栅压判据——“栅压超 1 V 才算真导通”(该参数由设计与表征保证,注 6)。
5.4 高频下的 TLL 陷阱(重要推论,属推断)
T_LL 默认 2.2 µs 的隐含前提:重载导通脉宽必须明显大于 2.2 µs。CCM LLC 的每管导通窗口 ≈ 半个开关周期:
- fsw=100 kHz → 半周期 5 µs,导通 ~4.5 µs ≫ 2.2 µs ✓
- fsw=200 kHz → 半周期 2.5 µs,导通 ~2.2 µs → 贴着阈值 ✗
- fsw=300 kHz → 半周期 1.67 µs,导通 ~1.5 µs < 2.2 µs → 重载也被锁闭 ✗✗
所以:SOIC8/SOIC8E(T_LL 固定 2.2 µs)实际上把安全工作频率压到 ~200 kHz 以内;更高频率必须用 SOIC14 调小 R_LL(并把 03 篇第 5 步的两端约束重算)。手册未明说此约束,由 T_LL 机理与特性表数值推得——设计时务必按自己的 fsw 复核。
6. 反电流保护(RCP)——快关断的第二道防线
- 场景(§13.3):LLC 高频 CCM 下,换向瞬态极快,“快关断”也可能来不及——电流已反向而栅还没关,中心抽头拓扑里两管+体二极管构成直通回路。
- 检测:电流反向时可在漏-源间观察到高压尖峰;RCP 脚经分压器监测该尖峰。分压比设计(按“多大尖峰该触发”反推)见 03 篇第 6 步;官方图使用 R19 10 kΩ、R20 2 kΩ+C11 1 nF、D6 等多级网络(完整连接以原文第 11 页为准)。
- 动作:RCP 脚电压 >V_RCP=3 V typ(内部 5 V 基准)→ 两通道驱动同时锁闭 T_RCP=100 µs → 到期自动恢复同步整流。
- 时间尺度感:100 µs @100 kHz = 10 个完整开关周期。也就是说一次 RCP 触发,变换器要当 10 个周期的“纯二极管整流器”过活(12 V 输出下二极管整流多耗 ~9 W 级,见 03 篇第 1 步对照)——RCP 动作是“安全带拉紧”,不是免费的重试机制;若现场发现 RCP 频繁触发,系统平均效率会明显低于设计值,必须回查分压比与换向应力(推断+算术)。
- 为什么双通道同锁:倒灌牵涉两臂构成的回路,只锁“肇事”一路,另一路的体二极管/沟道仍在回路里;全锁 100 µs 让回路彻底断电平息。锁闭期变换器退化为纯体二极管整流(效率临时下降但安全)——退化行为属本库推断,手册只说“重新开始同步整流”。
- 与最小导通时间的关系:MP6922 有 1 µs 最小导通(开通消隐)而无短于 1.6 µs 消隐之外的“最小关断时间限制”意义上的负向约束——即关断可以“零犹豫”立即执行;RCP 补的是关断之后仍压不住的极端倒灌(快瞬态超过 35/45 ns 关断链路的反应窗)。两道防线各管一段:+30 mV 快判据管常规换向,RCP 管异常尖峰。
7. Device Functional Modes(工作模式总表)
| 模式 | 进入条件 | 器件行为 | 退出条件 | 电流档 |
|---|---|---|---|---|
| 正常调节(重/中载) | 导通脉宽 >T_LL | 70 mV 调节 + +30 mV 快关断 | 负载降 → 轻载路径 | I_q 4 mA typ |
| 轻载锁闭·正常路径 | 导通 <T_LL 持续 120 µs | 栅驱动锁闭,监视体二极管 | 体二极管导通 >T_LL+0.2 µs | ≤600 µA |
| 轻载锁闭·突发路径 | 关断期 >50 µs | 同上 | VDS<−70 mV | ≤600 µA |
| RCP 锁闭 | RCP 脚 >3 V | 双通道锁 100 µs | 100 µs 到期自动恢复 | 正常档 |
| VDD UVLO 睡眠 | VDD<6 V typ | 栅极被 10 kΩ 拉低 | VDD>7 V(+1 V 迟滞) | 睡眠档 |
| EN 睡眠 | EN<1.5 V typ | 同上 | EN>3.0 V(两级) | ≤600 µA |
| 热关断 | T_J>150 ℃ | 停止开关 | T_J<120 ℃ | — |
(电流档位归属:4 mA 为正常态 I_q;600 µA 档对应轻载模式电流/关断电流,特性表口径。)
7.1 全负载行程上五套机制的接力
把 TLL、调节环、快关断、RCP、UVLO 放到负载轴上看接力关系(本节为归纳图景,判据数值均手册事实):
| 负载区 | 主导机制 | 其他机制的状态 |
|---|---|---|
| 重载 CCM | 70 mV 调节(前半)+ +30 mV 快关断(换向) | RCP 待命;TLL 远离阈值(导通 ≫T_LL) |
| 中载 CrCM | 快关断为主(过零更贴近判据) | 调节环介入时间变长;TLL 开始“围观” |
| 轻载 DCM | TLL·正常路径(导通 <T_LL 持续 120 µs → 锁) | 锁闭后靠体二极管判据(>2.4 µs)唤醒 |
| 突发/待机 | TLL·突发路径(关断期 >50 µs → 锁) | 600 µA 电流档;VDS<−70 mV 一角即醒 |
| 异常瞬态 | RCP(尖峰 >3 V → 双锁 100 µs) | 全负载段待命,与上述机制叠加 |
| 供电异常 | UVLO/EN/热关断(栅极拉低) | 与负载无关的横向保护 |
接力的含义:任何负载段都有且只有一个“主导机制”,排障时先判断当前工作点落在哪一格,再去查对应机制的外围(R_LL/RCP 分压/VDD),比漫无目的抓波形快得多。
8. 数值不一致清单(正文 vs 特性表,一律以表为准)
MP6922 手册正文与电气特性表存在四处不一致(00 篇译注 2 逐条核对过 PDF 词坐标)。读数规则:以电气特性表为准,正文仅作定性理解:
| # | 参数 | 正文/特性栏口径 | 电气特性表 | 本库采用 | 影响 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 开通延迟 | 正文“200 ns” | 150 ns typ(5 nF)/250 ns(10 nF) | 表值 | 体二极管承担延迟段的损耗估算:用 150/250 ns 才与栅负载挂钩 |
| 2 | 关断延迟 | 特性栏与正文“20 ns” | 传播 15 ns;总延迟 35 ns(5 nF)/45 ns(10 nF) | 表值 | “20 ns”应理解为无重载传播级口径;带载设计用 35/45 ns 算倒灌窗 |
| 3 | 开通消隐期关断阈值 | §12.1/图 2:“+100 mV”;§12.6:“0 mV→+50 mV” | 关断阈值 −30 mV(即 VDS +30 mV) | 消隐期阈值取 +100 mV(§12.1+图 2 自洽),正常关断阈值取 +30 mV(表) | 消隐期判据抬高 ~3 倍:此期间触发关断更迟、更慢——1 µs 红线的根源 |
| 4 | 导通相位括注关断阈值 | §12.7 括注“0 mV” | −30 mV(VDS +30 mV) | 表值 | 3.2 节倒灌判据(30 mV/r_DS)的计算基准 |
规律:所有冲突都发生在“延迟与阈值”两处,方向一致——正文数字偏乐观。做保护预算、写自动化测试判据时引用表值;写技术报告时注明口径差异即可。
9. 温度特性与全温区表现
五幅温度曲线(−50~+150 ℃)在 01 篇第 6 节逐条列了设计含义,从工作原理视角再归拢成两句:
- 判据链全温区稳定:V_fwd 68~72 mV、UVLO 5.7~6.15 V 的漂移都远小于阈值间隔(70→30 mV 之间 40 mV 的判据走廊 vs ±2 mV 漂移)——温度不是误触发的主要来源,振铃与布局才是(04 篇)。
- 两个会随温度变差的量要进热设计:I_q 高温端 4.8 mA(自耗温升正反馈的最后一块拼图);VD 击穿电压高温端反而更高(225 V+)——高压输入不惧热,惧的是负振铃(与温度无关的 −0.7 V 下限)。
精炼要点
| 要点 | 数值 | 为什么重要 |
|---|---|---|
| 三阈值一套体系 | −70 mV 开 / 70 mV 调节 / +30 mV 关 | 全部判据出自 VD-VS 一对差分脚 |
| 调节环=提前养大 r_DS | 过零判据倒灌 1 A vs 满驱 6 A | 70 mV 调节不是效率特性,是关断可靠性特性 |
| 死区倒灌预算 | 14.8 A/µs×45 ns≈0.67 A | 慢 300 ns 的控制器=4.4 A 倒灌 |
| 消隐双向 | 开 1 µs(阈值抬 +100 mV)、关 1.6 µs | 防振铃误触发;CCM 同步期勿 <1 µs(手册明文) |
| TLL 双进双出 | <2.2 µs×120 µs 进;>2.4 µs 体二极管出 / VDS<−70 mV 出 | 判据全自治,无需系统通信 |
| TLL 隐含频率上限 | 2.2 µs ↔ ~200 kHz(推断) | 高频必选 SOIC14 调 R_LL |
| RCP 后备保护 | 3 V / 100 µs / 双通道同锁 | 快关断也来不及应对的 CCM 瞬态由它处理 |
| 数值不一致以表为准 | 200 ns→150/250 ns;20 ns→15/35/45 ns | 手册笔误清单见 00 篇译注 2 |
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