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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[ CXSD62678 ]
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
2.以太网PoE++:支持802.3bt 90W标准,单芯片完成48V至12V/7.5A转换。
3.LED显示屏:5V/20A输出驱动高密度灯珠,频率可调抑制频闪。
4.电动自行车转换器:72V电池组直接降压至12V,效率>92%。
三、关键设计指南
b.软启动:SS引脚外接电容控制上电斜率,避免电流冲击。


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℃。
2.SOP16封装:10×6.3mm紧凑尺寸,支持高功率密度布局。
3.关键性能:
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输出时效率达95%(5V系统实测)。
2.安全升级
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;
b.180mV高精度电流检测,响应速度<250ns。
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。
六、应用设计注意事项及元器件参数
1 REF3.3V 输入电容
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
用 1uF 陶瓷电容,布板时尽可能靠近芯片引脚 REF3.3V 输入端。
2 VCC 储能电容
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
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
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
的时间越长,功率管发热越小,反之功率管发热将增大。
3 启动过程
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
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
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
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
作电源,启动过程结束。
2 脚外部电阻可以调整启动电压跟关闭电压
启动电压计算公式:1.2V x (R20+R21)/R21+18uA*R20
关闭电压计算公式:1.2V x (R20+R21)/R21
关闭电压设计为正常输出电压的 70%-90%
4 振荡器 Cr 电容的开关频率计算
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,
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
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PWM
工作频率大概为67KHz。
5 输出峰值限流
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
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,
峰值电流的关系式是 IPK=180mV/(低端 MOS 管内阻)。
6 输出短路保护
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
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
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
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
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。
7 输出电感
CXSD62678 工作在连续模式, 电感的选取可根据下式公式:
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
选择 Iripple 不超过最大输出电流的 30%。
8 同步整流 MOS 管
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
MOSFET 选择低内阻、低结电容,能给 CXSD62678 降压器提供好的性能。
9 输出电容
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
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:
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,ESR
是输出电容等效串联电阻。
10 输出电压调节设置
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 8.10a
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
出电压 Vout=(1+9.1/1)*1.2V=12.12V。
结语
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。
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%。
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!
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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% |
有 |
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% |
有 |
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% |
无 |
可编程电源芯片 |
SOP16 |
|
9.5V |
7.8V |
10-25V |
80uA |
0-300K,外围可调 |
1.50% |
无 |
可编程电源芯片 |
SSOP24 |
|
6.5V |
3.5V |
10-600V |
200uA |
0-300K,外围可设置 |
1.5% |
无 |
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% |
无 |
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% |
无 |
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% |
无 |
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% |
有 |
非隔离系统恒压恒流输出 |
SOP7 |
|
16V |
9V |
20-600V |
3uA |
抖频 |
1.5% |
有 |
非隔离系统恒压恒流输出 |
SOP7 |
|
- |
- |
10-115V |
内置快速启动 |
140KHz |
3% |
无 |
短路打嗝,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-115V |
内置快速启动 |
120KHz |
3% |
无 |
短路锁住,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-100V |
内置快速启动 |
120KHz |
3% |
有 |
零功耗使能,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-120V |
内置快速启动 |
120KHz |
3% |
有 |
零功耗使能,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-120V |
内置快速启动 |
120KHz |
3% |
有 |
短路打嗝,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-120V |
内置快速启动 |
120KHz |
3% |
无 |
短路打嗝,输出电压灵活可调 |
ESOP8 |
|
- |
- |
10-120V |
内置快速启动 |
70KHz |
3% |
无 |
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% |
无 |
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% |
无 |
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% |
无 |
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% |
无 |
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% |
有 |
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% |
有 |
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 |
- |
无 |
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% |
无 |
同步整流降压电源控制芯片 |
SSOP16 |
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