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CXSD62678同步整流降压芯片:600V耐压/20A输出,可调频DC-DC电源方案
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在高功率LED屏、工业控制系统及以太网PoE等严苛场景中,高压输入与大电流输出的DC-DC转换器是核心动力引擎。CXSD62678作为一款革命性同步整流降压芯片,以600V超高耐压、20A持续输出及0-300kHz可调频率三大特性,重新定义高性能电源标准。本文将深入解析其技术突破与设计实践。

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产品简介

CXSD62678:600V耐压同步整流降压芯片,20A大电流输出的工业级解决方案Vjf嘉泰姆
 Vjf嘉泰姆

          在高功率LED屏、工业控制系统及以太网PoE等严苛场景中,高压输入大电流输出DC-DC转换器是核心动力引擎。CXSD62678作为一款革命性同步整流降压芯片,以600V超高耐压20A持续输出0-300kHz可调频率三大特性,重新定义高性能电源标准。本文将深入解析其技术突破与设计实践。Vjf嘉泰姆


一、颠覆性技术亮点

1.同步整流架构:集成高端+低端MOS驱动(HO/LO引脚),替代传统肖特基二极管,转换效率提升8%-12%,尤其优化5V/12V/24V输出场景。Vjf嘉泰姆

2.600V超高耐压:VB引脚支持4-600V宽输入,直接适配380V工业总线、电动自行车电池组及三相电系统,省去前级降压电路。Vjf嘉泰姆

3.灵活的频率调节:外接单电容即可设定67-300kHz工作频率(公式:f=18×10⁶/Cp,Cp单位pF),平衡EMI与效率需求。Vjf嘉泰姆

4.智能保护机制:逐周期限流(180mV阈值)+ 短路打嗝保护,VCC电容自适应调节关断时间,避免功率管过热损坏。Vjf嘉泰姆


二、核心应用场景

1.工业控制系统:为PLC、伺服驱动器提供24V/20A稳定电源,耐受600V浪涌冲击。Vjf嘉泰姆

2.以太网PoE++:支持802.3bt 90W标准,单芯片完成48V至12V/7.5A转换。Vjf嘉泰姆

3.LED显示屏:5V/20A输出驱动高密度灯珠,频率可调抑制频闪。Vjf嘉泰姆

4.电动自行车转换器:72V电池组直接降压至12V,效率>92%。Vjf嘉泰姆


三、关键设计指南

1.启动与关断控制
a.可调UVLO:通过EN引脚电阻网络设置启停电压(公式:启动电压=1.2V×(R20+R21)/R21 +18μA×R20)。Vjf嘉泰姆
b.软启动:SS引脚外接电容控制上电斜率,避免电流冲击。
2.同步MOS选型
a.高端MOS:耐压>1.2×Vin,推荐Infineon IPA60R280P7(600V/0.28Ω)。Vjf嘉泰姆
b.低端MOS:内阻≤5mΩ,优化续流效率
3.电感与电容设计
a.电感公式
其中ΔIL≤20A×30%,Fs由Cp设定。
b.输出电容:低ESR陶瓷电容阵列,纹波公式:
4.限流配置
a.高端限流:R7=180mV / Ipeak(例:20A需9mΩ检测电阻)。Vjf嘉泰姆
b.低端限流:直接利用MOS内阻(例:5mΩ对应36A峰值)。

四、电气特性与封装

1.极限参数:VB耐压600V、VCC耐压20V,工作温度-45℃~125℃Vjf嘉泰姆

2.SOP16封装:10×6.3mm紧凑尺寸,支持高功率密度布局。Vjf嘉泰姆

3.关键性能Vjf嘉泰姆

参数 最小值 典型值 最大值 单位
REF3.3V输出 3.1 3.25 3.4 V
死区时间 150 200 250 ns
驱动电流能力 1.2 1.8 - A

五、方案优势解析

1.能效革命:同步整流相比异步方案降低60%续流损耗,20A输出时效率95%(5V系统实测)。Vjf嘉泰姆

2.安全升级Vjf嘉泰姆

a.VCC电容智能管理短路关断时间(C越大关断越长),保护功率管;Vjf嘉泰姆

b.180mV高精度电流检测,响应速度<250ns。Vjf嘉泰姆

3.设计简化:集成3.3V/50mA基准源,省去LDO;单电容调频减少外部振荡电路。Vjf嘉泰姆


六、应用设计注意事项及元器件参数Vjf嘉泰姆

1  REF3.3V 输入电容Vjf嘉泰姆
       在 REF3.3V 引脚端对地放置一个高频小容值旁路电容将减少 REF3.3V 端的高频噪声,高频旁路电容可选Vjf嘉泰姆
用 1uF 陶瓷电容,布板时尽可能靠近芯片引脚  REF3.3V 输入端。Vjf嘉泰姆
2  VCC 储能电容Vjf嘉泰姆
      CXSD62678  需求  VCC 引脚端对地放置一个  10uF 电容,主要用于启动时对  VCC 引脚进行储能充电和正常工Vjf嘉泰姆
作时稳定   VCC 引脚的工作电压,同时该电容对输出短路保护有一定的作用,当输出短路时,VCC 引脚将掉Vjf嘉泰姆
电,芯片进入  UVLO 模式,该电容的大小将影响当输出短路时芯片间隙去开启功率管的时间,电容越大间隙Vjf嘉泰姆
的时间越长,功率管发热越小,反之功率管发热将增大。Vjf嘉泰姆
3  启动过程Vjf嘉泰姆
        R21 电阻悬空时,输入电源通过外部  R2 电阻对  VCC 引脚的外接电容开始充电,此时  CXSD62678  芯片将在Vjf嘉泰姆
低静态电流工作模式大概消耗  50uA 的工作电流,内部仅  UVLO 电路在工作,其他振荡器及  PWM 模块都处Vjf嘉泰姆
于关闭状态,输出电压为零,当 VDD 引脚上的电容电压充电到  4.6V 以上时,芯片开始正常工作,开启振荡Vjf嘉泰姆
器、PWM 模块及反馈处理电路,输出电压稳压输出,同时输出电压通过外部二极管到  VCC 引脚提供  VCC 工Vjf嘉泰姆
作电源,启动过程结束。Vjf嘉泰姆
        2 脚外部电阻可以调整启动电压跟关闭电压Vjf嘉泰姆
启动电压计算公式:1.2V x (R20+R21)/R21+18uA*R20Vjf嘉泰姆
关闭电压计算公式:1.2V x (R20+R21)/R21Vjf嘉泰姆
关闭电压设计为正常输出电压的  70%-90%Vjf嘉泰姆
4  振荡器 Cr 电容的开关频率计算Vjf嘉泰姆
      CXSD62678仅需一个外接电容可设置PWM工作频率,内部采用恒流源对Cp电容进行充放电如图8.4a,Vjf嘉泰姆
灌电流的恒流源内部提供大概36uA左右的电流对Cp电容进行充电,拉电流的恒流源内部提供大概720uA左右的电流对CT电容进行放Vjf嘉泰姆
电,近似的工作频率和电容之间关系由公式f=(18 x106 )/Cp确定(该公式的电容单位为  pF),如Cp=270pF的电容,对应的PWMVjf嘉泰姆
工作频率大概为67KHz。
Vjf嘉泰姆

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5  输出峰值限流Vjf嘉泰姆
      CXSD62678  芯片的高端输出峰值电流限流大小由高端 MOS 管的内阻或者串联电阻  R7 决定,峰值电流的关Vjf嘉泰姆
系式是  IPK=180mV/(高端  MOS 管内阻或者  R7);    芯片低端输出峰值电流限流大小由低端  MOS 管内阻决定,Vjf嘉泰姆
峰值电流的关系式是  IPK=180mV/(低端  MOS 管内阻)。Vjf嘉泰姆
6  输出短路保护Vjf嘉泰姆
         当输出短路、R21 电阻悬空时,CXSD62678  将工作在最大峰值电流限流输出,同时  VCC 的电压将会失电由Vjf嘉泰姆
于输出电压不能再通过二极管为  VCC 引脚提供电源,CXSD62678  芯片的静态工作电流很快泄放掉  VCC 引脚上电Vjf嘉泰姆
容的电压,当  VCC 引脚的电压低于  3.8 V 时,CXSD62678  芯片将彻底关闭  PWM 输出,同时输入电源通过外部启Vjf嘉泰姆
动电阻重新对  VCC 引脚的电容开始充电,当  VCC 引脚的电压高于  4.6V,芯片重新开启  PWM,如果输出一直Vjf嘉泰姆
处于短路状态,芯片将间隙去开启功率管,此时  CXSD62678芯片将处于限流和短路保护模式。Vjf嘉泰姆
7  输出电感Vjf嘉泰姆
     CXSD62678  工作在连续模式,    电感的选取可根据下式公式:Vjf嘉泰姆
         Vjf嘉泰姆
式中  Vin  是输入电压,Vout 是输出电压,Fs 是  PWM 工作频率,Iripple 是电感中电流纹波的峰峰值,通常Vjf嘉泰姆
选择 Iripple 不超过最大输出电流的 30%。Vjf嘉泰姆
8  同步整流 MOS 管Vjf嘉泰姆
       采用同步整流   MOSFET  代替传统异步变换器的续流二极管,从而极大提高电源转换效率;同步整流Vjf嘉泰姆
MOSFET 选择低内阻、低结电容,能给  CXSD62678  降压器提供好的性能。Vjf嘉泰姆
9  输出电容Vjf嘉泰姆
      输出电容 Co 用来对输出电压进行滤波,使  DC-DC 降压器输出比较平稳的直流电提供给负载,选取该Vjf嘉泰姆
电容时尽可能选取低  ESR 的电容,选取电容值的大小主要由输出电压的纹波要求决定,可由下式公式确定:Vjf嘉泰姆
 式中ΔVo 是输出电压纹波,ΔIL 是电感电流纹波,Fs 是   PWM 工作频率,ESRVjf嘉泰姆
是输出电容等效串联电阻。Vjf嘉泰姆
10  输出电压调节设置Vjf嘉泰姆
      CXSD62678的输出电压由 FB引脚上的两个分压电阻进行设定,内部误差放大器基准电压为 1.2V,如    图     8.10aVjf嘉泰姆
所示,输出电压    Vout=(1+R1/R2)*1.2V,如需设置输出电压到  12.12V,可设定  R1 为  9.1K,R2 为  1K,输Vjf嘉泰姆
出电压  Vout=(1+9.1/1)*1.2V=12.12V。
Vjf嘉泰姆

Vjf嘉泰姆


结语Vjf嘉泰姆
        CXSD62678以“高压直驱+同步整流” 架构,解决了工业电源的高效转换难题。其灵活的频率调整与智能保护特性,为LED驱动、PoE供电及电动交通系统提供了里程碑式解决方案。通过优化MOS选型与电感设计,可充分发挥20A输出潜力,满足下一代高可靠电源需求。Vjf嘉泰姆

创新应用:在太阳能微逆变器中,支持600V光伏输入至24V/20A转换;搭配氮化镓MOS管可实现200W+ PD快充模块,效率突破96%。Vjf嘉泰姆

 

技术规格书(产品PDF) 

     需要详细的PDF规格书请联系我们,还可以获得免费样品以及技术支持   Vjf嘉泰姆


产品封装图 Vjf嘉泰姆

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电路原理图 Vjf嘉泰姆

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  相关芯片选择指南                  更多相关产品......Vjf嘉泰姆


型号
VCC启动电压
VCC关闭电压
输入电压范围
启动电流
开关频率
输出电压精度
内置功率管
特点
封装
6.5V
3.5V
20-60V
内置快速启动
10-100K,外围可设置
3%
48V电池供电系统降压型开关电源芯片
ESOP8
16V
9V
20-150V
3uA
抖频
1.5%
非隔离系统恒压恒流输出
SOP7
9.5V
7.8V
10-25V
80uA
0-300K,外围可调
1.50%
可编程电源芯片
SOP16
9.5V
7.8V
10-25V
80uA
0-300K,外围可调
1.50%
可编程电源芯片
SSOP24
6.5V
3.5V
10-600V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,可支持对电池恒流恒压充电
SOP16
-
-
7-150V
外置辅助电源
70K
1.5%
升降压控制芯片,支持高压大电流护方案
QFN32
-
-
13-90V
外置辅助电源
100K
1.5%
支持PD3.0协议的升降压数字电源芯片
QFN64
3.65V
3.6V
4-600V
50uA
0-300K,外围可设置
1.5%
升压同步整流方案,支持高压大电流方案
SOP16
16V
9V
20-90V
3uA
抖频
1.5%
非隔离系统恒压恒流输出
SOP7
16V
9V
20-600V
3uA
抖频
1.5%
非隔离系统恒压恒流输出
SOP7
-
-
10-115V
内置快速启动
140KHz
3%
短路打嗝,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-115V
内置快速启动
120KHz
3%
短路锁住,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-100V
内置快速启动
120KHz
3%
零功耗使能,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-120V
内置快速启动
120KHz
3%
零功耗使能,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-120V
内置快速启动
120KHz
3%
短路打嗝,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-120V
内置快速启动
120KHz
3%
短路打嗝,输出电压灵活可调
ESOP8
-
-
10-120V
内置快速启动
70KHz
3%
短路锁住,输出电压灵活可调
ESOP8
4.6V
3.8V
4-600V
50uA
0-300K,外围可设置
1.5%
降压同步整流方案,支持高压大电流方案
SOP16
16.5V
8V
10-600V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,可支持对电池恒流恒压充电
SOP16
8.5V
7.5V
10-600V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,可支持对电池恒流恒压充电
SOP16
9.5V
7.8V
11-250V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,短路锁住,内置温度保护等
SSOP16
9.5V
7.8V
11-100V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,短路锁住,内置温度保护等
QFN32
9.5V
7.8V
11-30V
200uA
0-300K,外围可设置
1.5%
同步整流,高效率,短路锁住,内置温度保护等
QFN32
-
-
-
外置辅助电源
最高工作频率100KHz
-
数字算法电流模式同步降压控制芯片
SSOP24
9.5V
7.8V
10-25V
80uA
0-300K,外围可调
1.50%
同步整流降压电源控制芯片
SSOP16

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