CXSD62684

在高压大电流电源领域,CXSD62684作为首款采用纯数字算法电流模式控制的同步降压控制器,凭借600V超高输入耐压、30A恒流输出及软件可配置保护机制,正在颠覆新能源汽车、工业机器人等高要求场景的电源设计。其独创的防倒流算法与多机并联均流技术,为工程师提供前所未有的灵活性与可靠性

CXSD62684数字降压控制器:600V输入/30A输出,智能算法重塑工业电源设计

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CXSD62684:革命性数字降压控制器,解锁工业电源的智能未来ZBT嘉泰姆

         在高压大电流电源领域,CXSD62684作为首款采用纯数字算法电流模式控制的同步降压控制器,凭借600V超高输入耐压30A恒流输出软件可配置保护机制,正在颠覆新能源汽车、工业机器人等高要求场景的电源设计。其独创的防倒流算法与多机并联均流技术,为工程师提供前所未有的灵活性与可靠性。ZBT嘉泰姆


一、三大技术突破定义行业新标准

1. 数字算法电流模式控制ZBT嘉泰姆

a.无需外部斜波补偿:独创数字内核实时检测电感电流/电压变化ZBT嘉泰姆

b.100kHz PWM+双模COT调制:支持0-100%占空比,效率提升12%ZBT嘉泰姆

c.15μs瞬态响应:快速应对负载突变(对比传统方案提速3倍)ZBT嘉泰姆

2. 智能保护生态系统ZBT嘉泰姆

保护类型
技术亮点
性能参数
纯算法控制,无额外硬件
支持无限时长短路
防倒流
实时监测电感电流方向
避免输出电流回灌
温度PID控制
双通道NTC采样(TEMP1/TEMP2)
±1℃精度,迟滞可调
输入保护
OVP/UVLO带迟滞功能
阈值软件可设

3. 扩展性革命ZBT嘉泰姆

a.多机并联均流:通过下垂系数Rdroop​自动平衡电流(省去额外采样电路)ZBT嘉泰姆

b.UART通信接口:9600bps波特率,支持参数实时配置与故障诊断ZBT嘉泰姆

c.LED智能指示:红绿灯充电状态+7类故障编码闪烁(详见表9-1)ZBT嘉泰姆


二、核心应用场景落地指南

1. 新能源汽车DC-DC转换器(48-72V→12V/30A)设计要点ZBT嘉泰姆

a.驱动电路:PWM_H/PWM_L输出死区时间100-500ns可调(图8-8)ZBT嘉泰姆

b.电流采样:低端MOS采样方案(图8-3),成本降低40%ZBT嘉泰姆

c.电感选型:(纹波电流按30%计)ZBT嘉泰姆

2. MPPT太阳能控制器  优势特性:ZBT嘉泰姆

a.轻载功耗<50mW(VDD静态电流典型值30mA)ZBT嘉泰姆

b.温度补偿PID自动调整功率点ZBT嘉泰姆

c.输入欠压保护防止电池过放ZBT嘉泰姆

3. 工业机器人伺服电源  关键设计:ZBT嘉泰姆

a.并联均流:3模块并联实现90A输出(Rdroop​=0.05V/A)ZBT嘉泰姆

b.故障诊断:UART实时回传温度/电流数据(协议见图10-2)ZBT嘉泰姆


三、硬件设计黄金法则

1. 采样电路精度优化ZBT嘉泰姆

采样类型
电路设计公式
布局要点
输出电压
VOUT​=Vout×R21/(R18+R21​)
C22≤10nF近引脚
输入电压
VIN​=Vin×R22/(R17+R22​)
R22≤2kΩ(例:90V→2.62V)
温度
VTEMP​=3.3V×NTC/(R24+NTC​)
B值3950热敏电阻

2. 驱动电路设计(图8-8)ZBT嘉泰姆

a.自举电容C5:推荐0.1μF/25VZBT嘉泰姆

b.栅极电阻R2/R6:按MOS管Qg值计算(例:IRF3710推荐4.7Ω)ZBT嘉泰姆

c.死区时间:200ns典型值(通过DT引脚配置)ZBT嘉泰姆

3. 通信接口应用ZBT嘉泰姆

a.参数读写ZBT嘉泰姆

# 读取输出电压示例(HEX小端模式)ZBT嘉泰姆
CMD = 0x52     # 读命令ZBT嘉泰姆
ADDRESS = 0x2010     # Vout寄存器地址ZBT嘉泰姆
DATA = [0x04]    # 读取4字节
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b.故障诊断:主动发送帧(CMD=0x53)包含过温/过压编码ZBT嘉泰姆


四、对比传统方案的性能飞跃

指标 CXSD62684 传统模拟方案 提升幅度
开发周期 参数软件配置(调试助手) 硬件迭代 缩短70%
短路保护成本 零外部器件 需比较器+逻辑电路 降本$0.3
轻载效率(10%负载) 88% 76% +12%
均流精度 ±3% ±10% 提升3倍

五、终端案例:电摩DC-DC转换器(图6-1)

48-72V→12V/30A方案实测数据ZBT嘉泰姆

1.效率曲线:满载95%@72V → 轻载91%@5%负载ZBT嘉泰姆

2.温度控制ZBT嘉泰姆

a.智能PID将MOS管温升控制在≤40℃(环境25℃)ZBT嘉泰姆

b.过温保护阈值155℃(迟滞15℃)ZBT嘉泰姆

3.故障响应ZBT嘉泰姆

a.输入欠压(<45V):3ms内关闭PWMZBT嘉泰姆

b.输出短路:限流30.5A±0.5AZBT嘉泰姆


六.应用电路设计ZBT嘉泰姆
       1 供电电源ZBT嘉泰姆
             CXSD62684 共有三处供电电源,分别为  AVDD、VDDIO 和  VDD,其中  AVDD 为内部模拟外设供ZBT嘉泰姆
       电电源,推荐电压值为+3.3V,推荐电流值大于  0.1A,VDDIO 为内部数字电路供电电源,推荐ZBT嘉泰姆
        电压值为+3.3V,推荐电流值大于  0.1A,VDD 为内部  1.2V LDO 输出端口,推荐外部电容设置如ZBT嘉泰姆
       下图  8-1 所示。ZBT嘉泰姆
       
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2 输出电压采样ZBT嘉泰姆
        CXSD62684 的  21 脚  VOUT 为输出电压采样引脚,推荐外围电路设定如下图  8-2 所示。ZBT嘉泰姆
R18 与   R21 组成分压网络,根据最高输出电压选择阻值,推荐   VOUT 引脚的电压范围为ZBT嘉泰姆
0.33V~2.97V (注:0.1*VDD~0.9*VDD),例如所需输出电压为   12V 时,可设   R18=10kΩ,,R21ZBT嘉泰姆
=2kΩ,计算得  VVOUT=12V/(R18+ R21)* R21 =2V,内部参考基准可在调试助手中设置。ZBT嘉泰姆
C22 用来滤除高频开关纹波,PCB 布局靠近  VOUT 引脚,为兼顾滤波效果与采样精度,推ZBT嘉泰姆
荐选取  R21≤2kΩ,C22≤10nF。
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3 电流采样ZBT嘉泰姆
       CXSD62684 的  20 脚  CS 为电流采样引脚,可以选择采样  MOS 管电流或电感电流进行设计,推ZBT嘉泰姆
荐使用低成本低端电流采样设计,外围电路设计如下图  8-3 所示。ZBT嘉泰姆
      R7为低端MOS管电流采样电阻,当输出电流I为30A,选取R7=1mΩ,主要考虑耗散功率限制,本例中PD=IOUT2*R7ZBT嘉泰姆
=0.9W,可选用 2512/3W 封装。ZBT嘉泰姆
      R12 与  R14 为运放输入电阻,为保证差分采样对称性,推荐  R12=R14=100Ω。ZBT嘉泰姆
      R13  与    R15  分 压 得 到 直 流 偏 置 量 , 选取   R13=10k Ω,R15=2k Ω,计 算 直 流 偏 置 量ZBT嘉泰姆
VBIAS=3.3V/(R13+R15)*R15=0.55V。ZBT嘉泰姆
     R8与R9为运放放大反馈电阻,选取R8=R13, R9=R15,计算运放放大倍数AV=(R8//R9)/R12=16.67。ZBT嘉泰姆
综上,运放输出电压 VAMPO=VSENSE*A+VBIAS=2.80V。所以  VCS  =VAMPO=2.80V,符合推荐  CS 脚的ZBT嘉泰姆
电压范围0.33V~2.97V (注:0.1*VDD~0.9*VDD)。ZBT嘉泰姆
     R19与C20 组成低通滤波来滤除高频开关纹波,PCB布局靠近CS引脚,为兼顾滤波效果与采样精度,推荐ZBT嘉泰姆
选取R19≤1kΩ,C20≤1nF。
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4 输入电压采样ZBT嘉泰姆
       CXSD62684 的  17 脚  VIN 为输入电压采样引脚,推荐外围电路设定如下图  8-4 所示。ZBT嘉泰姆
R17 与  R22 组成分压网络,根据最高输入电压选择阻值,推荐  VIN 的电压范围为  0.33V~ZBT嘉泰姆
2.97V (注:0.1*VDD~0.9*VDD),例如所需输入电压范围为  50-90V 时,可设  R17=100kΩ,ZBT嘉泰姆
R22=2kΩ,计算得VIN =90V/(R17+ Rlow)* R22 =2.62V,内部参考基准可在调试助手中设置。ZBT嘉泰姆
        C23 用来滤除高频开关纹波,PCB 布局靠近  VIN 引脚,为兼顾滤波效果与采样精度,推荐ZBT嘉泰姆
选取  R22≤2kΩ,C23≤10nF。
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5 温度采样ZBT嘉泰姆
       CXSD62684 的15 脚TEMP1、13脚TEMP2为温度采样引脚,外围电路设定如下图8-5 所示。ZBT嘉泰姆
R24 与  NTC1 组成分压网络,R24=10k,NTC1 选取规格  10k/B 值  3950 的热敏电阻,根据供ZBT嘉泰姆
应商提供的阻值与温度关系,计算出  TEMP1 的电压。例如当  NTC1 采样到的温度为  25℃时,ZBT嘉泰姆
查表可得其阻值为  10k,那么  VTEMP1=3.3V/(R24+NTC1)*NTC1=1.65V。TEMP2 的计算方法与TEMP1ZBT嘉泰姆
相同,不再赘述。ZBT嘉泰姆
    C22与C23 为采样信号滤波电容,PCB 布局时靠近相应引脚。
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6 驱动+12V 电压采样ZBT嘉泰姆
      CXSD62684的16脚VAUX为驱动+12V电压采样引脚,推荐外围电路设定如下图8-6所示。ZBT嘉泰姆
R23与R26组成分压网络,根据驱动辅助电压选择阻值,推荐   VAUX 引脚的电压范围为ZBT嘉泰姆
0.33V~2.97V (注:0.1*VDD~0.9*VDD),例如所需驱动电压为  12V 时,可设  R23=10kΩ,,R26ZBT嘉泰姆
=2kΩ,计算得  VVAUX=12V/(Rup+ Rlow)* Rlow =2V。ZBT嘉泰姆
    C26 用来滤除高频开关纹波,PCB布局靠近VAUX引脚,为兼顾滤波效果与采样精度,推荐选取R26≤2kΩ,C27≤10nF。
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7 同步降压驱动电路ZBT嘉泰姆
        CXSD62684  的  14 脚  PWM_H、19 脚  PWM_L 为同步降压带死区互补  PWM 输出引脚,典型输ZBT嘉泰姆
出波形如图  8-7 所示,PWM_H 用于驱动同步降压高端  MOS 管,PWM_L 用于驱动同步降压低ZBT嘉泰姆
端  MOS 管。ZBT嘉泰姆
      外部  MOS 管半桥驱动芯片需根据实际应用场合进行选型,主要考虑参数包含耐压、驱动ZBT嘉泰姆
输出电流能力、输入输出逻辑、是否带欠压保护,典型电路设计如图  8-8 所示。PWM_H、PWM_LZBT嘉泰姆
分别通过电阻连接至驱动芯片  HIN、LIN 端,电阻为  CXSD62684 的  I/O 端口保护电阻。C5 为自举电ZBT嘉泰姆
容,D2 为自举二极管,R2、R6 为  G 极驱动电阻,根据驱动电流和  MOS 管结电容来取值,必ZBT嘉泰姆
要时增加快速关断电路。ZBT嘉泰姆
       PCB 布局时电阻靠近  CXSD62684  的引脚,C5、C8、D2 靠近驱动芯片,R2、R6 靠近  MOS 管。
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8 LED 指示灯电路ZBT嘉泰姆
        CXSD62684 的  1 脚  LED_A、12 脚  LED_B 为指示灯引脚,推荐外围电路设定如下图  8-9 所示。ZBT嘉泰姆
LED 灯可作为充电指示与故障指示,充电指示为红绿灯模式,选择  D7、D6 为发光二极管,ZBT嘉泰姆
R20、R16 为限流电阻,推荐限流值≤10mA。
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结语:软件定义电源的新纪元ZBT嘉泰姆

        CXSD62684通过数字内核与算法创新,解决了高压大电流场景下的效率、可靠性与成本三角矛盾。其可编程PID参数(Kp​/Ki​/Kd​)、智能均流与UART诊断能力,正推动工业电源进入“软件定义”时代。随着电动车与储能市场爆发,该芯片将成为600V级DC-DC设计的首选引擎。ZBT嘉泰姆

开发支持ZBT嘉泰姆
官方提供调试助手软件,支持开环测试模式(PWM_H固定30%占空比),加速硬件验证。
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技术规格书(产品PDF) ZBT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% 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% 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% 可编程电源芯片 SOP16
CXLB73135 9.5V 7.8V 10-25V 80uA 0-300K,外围可调 1.50% 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% 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% 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% 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% 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% 非隔离系统恒压恒流输出 SOP7
CXSD62670 16V 9V 20-600V 3uA 抖频 1.5% 非隔离系统恒压恒流输出 SOP7
CXSD62671 - - 10-115V 内置快速启动 140KHz 3% 短路打嗝,输出电压灵活可调 ESOP8
CXSD62672 - - 10-115V 内置快速启动 120KHz 3% 短路锁住,输出电压灵活可调 ESOP8
CXSD62673 - - 10-100V 内置快速启动 120KHz 3% 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% 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% 短路打嗝,输出电压灵活可调 ESOP8
CXSD62676 - - 10-120V 内置快速启动 120KHz 3% 短路打嗝,输出电压灵活可调 ESOP8
CXSD62677 - - 10-120V 内置快速启动 70KHz 3% 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% 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% 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% 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% 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% 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% 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 - 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% 同步整流降压电源控制芯片 SSOP16

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