CXSU63304：100W PD3.0快充芯片｜宽压升降压控制器

产品简介

引言

随着快充技术的高速发展，支持大功率、多协议的电源管理芯片成为电子设备的核心需求。CXSU63304作为一款集成同步四开关升降压控制器和USB PD3.0协议的数字化电源芯片，凭借100W输出能力、13-90V宽压输入及多重安全防护，为移动电源、车载充电器、电动工具等设备提供高性能解决方案。Q13嘉泰姆

一、核心特性：高效灵活的快充引擎

1. PD3.0协议全兼容

a.支持PD2.0/PD3.0 Fixed/PPS输出协议，覆盖5V/3A至20V/5A固定电压及3.3V-21V/5A PPS可调电压。
b.自动识别E-Mark线缆，动态广播3A/5A电流能力，确保线材安全匹配100W输出。
c.内置USB Type-C接口逻辑与BMC通信模块，简化Source设备设计。

2. 四开关升降压架构

a.宽压输入：13-90V直流输入（需辅助电源支持），适配车载、工业电源等场景。
b.智能调压：3.3V-21V输出范围，支持CC/CV模式及线损补偿，转换效率高达94.5%。
c.无缝切换：输入电压高于、低于或等于输出电压时均能稳定工作。

3. 六重安全防护

a.输入过压/欠压保护（阈值见下表）、输出过流/短路保护、过温保护（90℃触发）。
c.集成MOSFET驱动闭锁功能，杜绝上下管直通风险。

保护类型	触发阈值	恢复阈值
输入欠压保护	0.40V	0.43V
输入过压保护	2.94V	2.78V
过温保护	90℃	80℃

二、技术优势：精准控制与易用设计

1. 功率开关智能管理

a.降压模式（VIN > VOUT）：MOS管Q3/Q4固定导通，Q1/Q2受PWM调控。Q13嘉泰姆

b.升压模式（VOUT > VIN）：Q1/Q2固定导通，Q3/Q4受PWM调控。Q13嘉泰姆

c.四管同步续流拓扑大幅降低功耗，提升效率。Q13嘉泰姆

2. 恒流与过流保护

a.电流采样经差分运放放大21.4倍后输入ADC，实现精准恒流控制（公式：V=0.94+0.107*I）。Q13嘉泰姆

b.过流保护阈值10A，快速切断输出保障安全。Q13嘉泰姆

3. 供电能力动态配置通过HRP引脚标定上拉电阻，灵活切换电源能力：

a.36kΩ：默认USB供电Q13嘉泰姆

b.12kΩ：1.5A能力Q13嘉泰姆

c.4.7kΩ：3A能力Q13嘉泰姆

4. VCONN智能分配自动检测CC1/CC2通道，驱动外置MOS管为E-Mark线缆提供VCONN电源。

三、典型应用场景 CXSU63304广泛适用于需高可靠性供电的Source设备：

1.便携设备：移动电源、手机/平板快充头。Q13嘉泰姆

2.车载系统：车载充电器（适配12V/24V/48V电池）。Q13嘉泰姆

3.动力工具：锂电池电动工具、园林设备。Q13嘉泰姆

4.工业设备：小家电、IoT设备供电模块。Q13嘉泰姆

设计参考：图6-1提供13-90V输入转20V/5A输出的典型电路，集成电压反馈（VFB_VIN）、电流检测（IFB_VBUS）及温度监控（TFB）。Q13嘉泰姆

四、封装与电气参数

1.封装：LQFP64（尺寸12×12mm），支持工业级温度（-40℃~105℃）。Q13嘉泰姆

2.电气特性：Q13嘉泰姆

a.驱动器电源VDD12：10-18V（静态电流1mA）Q13嘉泰姆

b.芯片电源VDD3/VDDA：3.3V±10%（静态电流5mA）Q13嘉泰姆

c.PWM频率：100kHzQ13嘉泰姆

五.应用设计Q13嘉泰姆
1 功率开关控制Q13嘉泰姆
图 8-1 给出了如何将四个电源开关连接至电感、VIN、VOUT 和 GND 的简化示意图。CXSU63304 根据 VIN 和Q13嘉泰姆
VOUT 的大小和负载大小自动工作在降压模式或升压模式。上下管 PWM 互补实现同步续流。Q13嘉泰姆
当 VIN 高于 VOUT 时，芯片工作在降压模式。降压时，MOS 管 Q3 和 MOS 管 Q4 固定输出；MOS 管 Q2，Q1Q13嘉泰姆
的占空比由电压电流环控制。当 VOUT 高于 VIN 时，芯片工作在升压模式。升压时，MOS 管 Q1 和 MOS 管 Q2Q13嘉泰姆
固定输出；MOS 管 Q4，Q3 的占空比由电压电流环控制。

2 输出恒流与过流保护
恒定电流输出原理，电路结构图如图 8-2 所示：
第一步、计算直流偏移量：

第二步、计算运放放大倍数：A=(R35//R34)/R44
第三步、计算输出电压：

从上述公式得出，该运放的放大倍数为 21.4 倍。当流过采样电阻 RS 上的电流为 1A 时，采样电阻
两端电压差为5mV，经差分运放21.4 倍的放大后，输入到 CXSU63304 的内部ADC引脚，其电压幅度为
Offset+Vout=0.94V+0.107V=1.047V，然后经内部电路误差计算后，再调整 PWM，从而控制电流输出。

输出过流保护原理，电路结构如图 8-2 所示：
根据恒定电流输出原理中的公式 1 与公式 2，可知输出电流与电压的关系为：V=0.94+0.107*I （公式 3）
当 CXAR41214 引脚 6 的电压大于引脚 5 的电压，触发过流保护。过流保护阈值约 10A。
3 输入电压反馈
CXSU63304 具有一路输入电压检测控制单元，实现对输入电压的过压与欠压检测。输入欠压阈值为 0.40V;
输入欠压恢复阈值为 0.43V。输入过压阈值为 2.94V;输入过压恢复阈值为 2.78V。
当输入电压低于 13V，触发输入欠压保护，从而关闭 VBUS 电压输出，当输入电压恢复到 14V 以上，恢
复 VBUS +5V 电压输出。
当输入电压高于 95V 时，触发输入过压保护，从而关闭 VBUS 电压输出，当输入电压恢复到 90V 以下时，
恢复 VBUS +5V 电压输出。
4 温度反馈
CXSU63304 支持过温保护。过温保护阈值为 90℃。过温恢复阈值 80℃。当 PCB 环境温度超过 90℃，触发
过温保护，从而关闭 VBUS 电压输出。当环境温度降低到 80℃以下，退出过温保护，恢复 VBUS +5V 电压输出。
5 电源能力选择
CXSU63304 通过引脚 HRP 来标定上拉电阻。不同的上拉电阻代表不同的供电能力。

表8-1. 电源供电能力
6 VCONN 控制
CXSU63304 检测到设备或者 E-Mark 线缆接入后，自动选择 CC1 或者 CC2 作为数据通信引脚。当 CC1 作为
数据通信引脚时，引脚 ENCC2 会输出低电平，从而驱动外置 MOS 管输出 VCONN 电源。当 CC2 作为数据通信
引脚时，引脚 ENCC1 会输出低电平，从而驱动外置 MOS 管输出 VCONN 电源。

结语

CXSU63304以全协议快充支持、宽压升降压控制、多重防护机制为核心竞争力，助力开发者快速实现高性能Type-C电源方案。其数字化架构（支持UART/SWCLK升级接口）进一步简化调试流程，适用于消费电子、工业设备及新兴储能领域。Q13嘉泰姆

资源下载：封装尺寸（LQFP64）、典型应用电路及引脚定义详见技术文档。Q13嘉泰姆

技术规格书（产品PDF)

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产品封装图 Q13嘉泰姆

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电路原理图 Q13嘉泰姆

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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
CXDC65167	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
CXAC85204	16V	9V	20-150V	3uA	抖频	1.5%	有	非隔离系统恒压恒流输出	SOP7
CXAC85207	9.5V	7.8V	10-25V	80uA	0-300K,外围可调	1.50%	无	可编程电源芯片	SOP16
CXLB73135	9.5V	7.8V	10-25V	80uA	0-300K,外围可调	1.50%	无	可编程电源芯片	SSOP24
CXDC65168	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
CXSU63303	-	-	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
CXSU63304	-	-	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
CXSU63305	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
CXSD62669	16V	9V	20-90V	3uA	抖频	1.5%	有	非隔离系统恒压恒流输出	SOP7
CXSD62670	16V	9V	20-600V	3uA	抖频	1.5%	有	非隔离系统恒压恒流输出	SOP7
CXSD62671	-	-	10-115V	内置快速启动	140KHz	3%	无	短路打嗝，输出电压灵活可调	ESOP8
CXSD62672	-	-	10-115V	内置快速启动	120KHz	3%	无	短路锁住，输出电压灵活可调	ESOP8
CXSD62673	-	-	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
CXSD62674	-	-	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
CXSD62675	-	-	10-120V	内置快速启动	120KHz	3%	有	短路打嗝，输出电压灵活可调	ESOP8
CXSD62676	-	-	10-120V	内置快速启动	120KHz	3%	无	短路打嗝，输出电压灵活可调	ESOP8
CXSD62677	-	-	10-120V	内置快速启动	70KHz	3%	无	短路锁住，输出电压灵活可调	ESOP8
CXSD62678	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
CXSD62679	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
CXSD62680	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
CXSD62681	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
CXSD62682	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
CXSD62683	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
CXSD62684	-	-	-	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
CXSD62685	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

CXSU63304

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