CXDR75162 10V-80V热插拔控制器
四层过流保护 | PMBus接口 | 高精度监测 | 动态负载支持 | TSSOP-28

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXDR75162 | 封装：TSSOP-28（带散热焊盘）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXDR75162 是一款高性能热插拔控制器，专为10V至80V系统（如48V/54V数据中心网络设备）提供企业级保护和监测功能。该器件集成了四层过流保护（OCP1/OCP2/OCP3/电路断路器）、高精度12位ADC遥测、PMBus接口以及动态瞬态负载支持，确保关键系统的安全运行与智能管理。

CXDR75162支持10V至80V宽输入电压范围（100V AMR），通过外部电流检测电阻监测负载电流，并提供±1%的电流精度和±1.8%的功率精度。其四层过流保护架构包括：启动保护（OCP1，2mV阈值）、稳态可编程限流（OCP2，10-55mV步进1mV）、更高阈值保护（OCP3，OCP2+15mV，0.5ms消隐）以及可选的主动电流/功率限制（ACL）模式，可有效应对各种瞬态过载场景。配合500ns电路断路器响应，可在短路故障发生时快速关断MOSFET。

CXDR75162还集成了远程温度检测（支持NPN/PNP晶体管）、MOSFET健康监测（短路/不良状态检测）、可编程UVLO/OVLO和PROCHOT早期预警输出。通过PMBus命令结构，系统可实时读取电压、电流、功率、温度和故障数据，并支持能量监测和峰值功率测量。采用TSSOP-28封装，CXDR75162是48V/54V服务器、基站配电和工业系统的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

数据中心网络设备（如48V/54V服务器、交换机、基站）对电源保护和管理有着极高要求：需要热插拔功能、精确的电流/功率监测、快速故障响应以及智能通信接口。CXDR75162作为一款高精度热插拔控制器，集成了完整的保护、监测和通信功能，为关键系统提供可靠的热插拔控制和智能电源管理。

芯片采用四层过流保护架构，针对不同场景提供最优保护：OCP1在启动阶段以极低阈值（2mV）快速检测异常浪涌电流；OCP2提供10-55mV的可编程限流阈值（步进1mV），配合非累积故障定时器，在稳态运行中精确控制过流保护；OCP3在OCP2基础上增加15mV阈值和0.5ms消隐时间，允许短时高电流脉冲通过而不触发故障；电路断路器（CB）则在严重短路时以<500ns响应时间快速关断MOSFET。此外，可选的主动电流/功率限制（ACL）模式可在过载时调节栅极电压以限制电流或功率，保护MOSFET免受SOA损坏。

CXDR75162还集成了远程温度检测（通过外部二极管连接的晶体管）和MOSFET健康监测（检测短路和不良状态），并支持PROCHOT早期预警，在过流时提前通知系统调整负载。通过PMBus兼容的I²C/SMBus接口，系统可实时读取12位遥测数据（VIN、IIN、POUT、温度等），并支持能量监测、峰值功率记录和平均采样。该器件采用TSSOP-28封装，适用于48V/54V服务器、基站配电、PLC电源管理和工业系统。

2. 主要特点与技术亮点

• 宽输入电压范围：支持10V至80V连续工作电压，100V绝对最大额定值（AMR），适用于48V/54V等高压系统。
• 四层过流保护（OCP）：OCP1（启动保护，2mV阈值）、OCP2（稳态可编程限流，10-55mV）、OCP3（OCP2+15mV，0.5ms消隐）和电路断路器（CB，<500ns响应），提供分层次、全方位的过流保护。
• 高精度12位ADC遥测：1kHz采样率，电压精度±0.8%，电流精度±1%，功率精度±1.8%，支持能量监测。
• 可编程限流阈值：通过硬件引脚或PMBus寄存器设置10mV至55mV（步进1mV），精确控制过流保护点。
• 主动电流/功率限制（ACL）：可选模式，在过载时通过调节栅极电压限制电流或功率，保护MOSFET SOA。
• 快速电路断路器：响应时间<500ns（典型值0.35µs），在短路时快速关断MOSFET。
• 非累积故障定时器：OCP2采用2.5µA/20µA的充放电电流比（1:8），避免动态瞬态过载时的误触发。
• PMBus通信接口：支持I²C/SMBus，PMBus兼容命令结构，可读写电压、电流、功率、温度、故障状态等。
• 远程温度检测：支持NPN/PNP晶体管（如MMBT3904/MMBT3906），可编程温度警告和故障阈值。
• MOSFET健康监测：检测FET短路（SHORT）和FET不良（BAD）状态，提前预警MOSFET故障。
• PROCHOT早期预警：当过流触发OCP2时，通过VAUX引脚输出PROCHOT信号，通知系统降低负载。
• 灵活的故障管理：可编程重试次数（0/1/2/4/8/16/无限次）、冷却时间、功率循环等。

3. 技术参数与电气特性

4. 应用场景

• 48V/54V服务器和网络设备：数据中心服务器、交换机、路由器热插拔保护。
• 数据中心机架配电：为机架内多个设备提供配电和保护。
• 基站配电：通信基站电源分配和管理。
• PLC电源管理：工业可编程逻辑控制器电源保护。
• 工业系统：工厂自动化、过程控制等高压电源管理。

5. 功能框图

6. 典型应用电路

图2. CXDR75162 典型应用电路（48V热插拔）

典型应用电路包括：VIN输入滤波（RC网络）、外部电流检测电阻（RSNS）、外部N沟道MOSFET（Q1）、栅极驱动电阻、UVLO/OVLO分压网络、PMBus上拉电阻（SDA/SCL/ADR）、远程温度检测晶体管、VDD/VREF去耦电容、故障定时器电容（CTIMER）、功率/模式设置电阻（PWR）、PROCHOT输出等。详细元件选型请参考数据手册。

7. 引脚配置与功能描述

主要引脚包括：VIN（输入电源）、VIN_K（开尔文检测）、SENSE（电流检测）、GATE（栅极驱动）、OUT（输出检测）、UVLO/EN（欠压/使能）、OVLO（过压）、FB（反馈）、PG（电源良好）、TIMER（故障定时器）、CL（限流设置）、RETRY（重试设置）、PWR（模式/功率设置）、DIODE（温度检测）、VAUX（PROCHOT）、SDAI/SDAO/SCL（PMBus）、ADR0-2（地址选择）、VDD/VREF（内部稳压输出）、AGND/GND等。

8. 工作原理与设计指导

8.1 四层过流保护架构

CXDR75162提供四层过流保护，针对不同场景提供最优保护：

• OCP1（启动保护）：在上电或重试启动期间，当检测电阻电压超过2mV（典型值）时，在10µs内关断MOSFET。
• OCP2（稳态可编程限流）：通过CL引脚或PMBus设置10-55mV（步进1mV）的限流阈值，配合非累积故障定时器，避免动态瞬态误触发。
• OCP3（更高阈值保护）：阈值为OCP2+15mV，具有0.5ms消隐时间，允许短时高电流脉冲通过，超时则触发故障。
• 电路断路器（CB）：在严重短路时，以<500ns响应时间快速关断MOSFET，是最后一道保护防线。

8.2 主动电流/功率限制（ACL）

当PWR引脚通过电阻接地时，器件进入主动电流/功率限制（ACL）模式。在ACL模式下，当检测电压超过OCP3阈值时，器件首先经历0.5ms消隐时间，然后进入主动调节模式，通过调整栅极电压将电流或功率限制在设定值内（电流限制为VACL/RSNS，功率限制由RPWR设定），调节时间最长为0.53ms。若超时则关断MOSFET。

8.3 非累积故障定时器

OCP2的故障定时器采用2.5µA/20µA的充放电电流比（1:8），在动态瞬态过载期间，定时器电容上的电压不会累积，有效避免因多次短时过载累积导致的误触发故障。

8.4 热插拔与浪涌控制

CXDR75162在板卡插入带电背板时，通过控制外部MOSFET的栅极电压来限制浪涌电流。上电过程包括插入计时（CTIMER充电至3.9V）和软启动（通过外部栅极电容控制dV/dt）两个阶段。

8.5 PMBus遥测与通信

器件内置12位ADC（1kHz采样率），可实时测量VIN、IIN、POUT、VOUT和温度。通过PMBus命令（如READ_VIN、READ_IIN、READ_PIN、READ_TEMPERATURE_1等）可读取这些数据。支持能量监测（READ_EIN）、峰值记录和平均值计算。PMBus地址通过ADR0-2引脚的三态设置（高/低/悬空）选择27个地址之一。

8.6 远程温度检测与MOSFET健康监测

通过DIODE引脚连接外部NPN或PNP晶体管（基极与集电极短接），可测量外部MOSFET的温度。可编程温度警告和故障阈值（OT_WARN_LIMIT和OT_FAULT_LIMIT）。MOSFET健康监测功能检测FET短路（SHORT）和FET不良（BAD）状态。

8.7 PROCHOT早期预警

当器件检测到过流（超过OCP2阈值）时，通过VAUX引脚输出PROCHOT信号（低电平有效），通知系统管理降低负载电流，避免触发故障定时器导致关机。

9. 外部元件选型与布局建议

9.1 关键元件

• 电流检测电阻（RSNS）：建议≤200mΩ，根据最大负载电流和限流阈值选择功率额定值。
• 外部N沟道MOSFET：需具有足够的VDS额定值（>80V）、低RDSON和良好的SOA曲线。
• 故障定时器电容（CTIMER）：设定OCP2故障超时时间。
• 模式/功率限制电阻（RPWR）：设定OCP3/ACL模式或功率限制阈值。
• UVLO/OVLO分压电阻：设定输入欠压和过压阈值。
• VDD/VREF去耦电容：1µF陶瓷电容，靠近引脚放置。
• PMBus上拉电阻：SDA和SCL需上拉至VDD或外部电压（推荐2.2kΩ-10kΩ）。

9.2 PCB布局

• 电流检测路径（VIN_K和SENSE）必须采用开尔文（Kelvin）连接，确保检测精度。
• 功率路径（VIN、VIN_K、SENSE、OUT、GATE）走线宽而短，降低阻抗和压降。
• VDD和VREF去耦电容靠近引脚放置。
• 远程温度检测晶体管靠近被监测的MOSFET放置，DIODE走线远离噪声源。
• 散热焊盘（Exposed Pad）必须焊接至大面积地平面，多个过孔散热。

10. 热性能信息

最大功耗计算（T_A=25°C）：P_D(MAX) = (125°C - 25°C) / (31.6°C/W) ≈ 3.16W

11. 订购信息与技术支持

CXDR75162采用TSSOP-28（带散热焊盘）封装，无铅、RoHS合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计、PMBus配置工具和FAE现场支持。