宽输入电压四开关升降压芯片CXSU63303：高效电源管理解决方案

产品简介

CXSU63303：革新宽电压应用的电源管理核心

在需要宽输入电压范围、高效率及多重保护的电源应用场景中，四开关降压-升压型DC-DC芯片CXSU63303凭借其卓越性能成为工业控制、移动储能和电动交通工具的理想选择。本文将深入解析其技术特性、工作原理及设计要点，助力工程师优化电源系统设计。Nif嘉泰姆

一、核心特性与优势

CXSU63303集成多项创新技术，满足严苛应用需求：Nif嘉泰姆

1.超宽输入电压范围（7V-150V）:适应电池电压剧烈波动（如锂电池组12V-60V），尤其适合太阳能输入、电动车载系统等不稳定电源场景。Nif嘉泰姆

2.95%超高转换效率:同步整流架构大幅降低损耗，显著提升电池续航能力。Nif嘉泰姆

3.多重保护机制Nif嘉泰姆

a.输入欠压/输出短路保护Nif嘉泰姆

b.过温关断（阈值234.7mV，≈125℃）Nif嘉泰姆

c.防倒灌启动模式（通过STMOD引脚配置）Nif嘉泰姆

4.支持蓄电池充电:内置恒压恒流控制，可直接用于储能系统充电管理。Nif嘉泰姆

5.QFN32紧凑封装:5mm×5mm小型化设计，节省PCB空间。Nif嘉泰姆

二、关键技术解析

1. 自适应升降压控制

CXSU63303根据输入/输出电压关系自动切换工作模式：Nif嘉泰姆

a.降压模式：左桥臂PWM动态调压，右桥臂固定导通Nif嘉泰姆

b.升压模式：左桥臂固定导通，右桥臂PWM动态调压Nif嘉泰姆

无缝切换技术确保输入电压波动时输出无中断，特别适合行驶中的电动自行车电池系统。Nif嘉泰姆

2. 精准电压/电流控制

参数	配置方式	计算公式	示例（15V/10A输出）
输出电压	VOUTFB分压电阻	Vout=(1+R1/R2)×1.36V	R1=10kΩ, R2=1kΩ → 14.96V
输出电流	IFB+/IFB-差分放大+外置采样电阻	I=0.976/(G×Rsamp)	Rsamp=5mΩ, G=19.8 → 10.1A

3. 关键外围器件选型

电感设计：Nif嘉泰姆
- 降压模式：Nif嘉泰姆
- 升压模式：Nif嘉泰姆
*建议：纹波电流ΔI ≤ 30%最大输出电流，Fs=70kHz*Nif嘉泰姆
电容选型：Nif嘉泰姆
低ESR电容至关重要，纹波电压公式：Nif嘉泰姆
Nif嘉泰姆

三、典型应用场景

1.电动自行车转换器:兼容铅酸/锂电池组（24V-72V），支持刹车能量回收。Nif嘉泰姆

2.移动储能电源:12V/24V蓄电池充放电管理，支持太阳能MPPT输入（CXSU63303-B专属）。Nif嘉泰姆

3.工业控制系统:宽压输入（24V/48V工业总线）转稳定12V/5V，抗电压浪涌。Nif嘉泰姆

4.电信电源备份系统:-48V转12V冗余供电，短路保护防止设备损坏。Nif嘉泰姆

应用案例：15V/50A大功率方案（图6-2）通过外扩MOS实现，满足高功率储能逆变器需求。Nif嘉泰姆

四、安全保护机制深度优化

1.短路保护：触发后锁定5秒自动重启，避免持续过载Nif嘉泰姆

2.温度保护：Nif嘉泰姆

a.内置传感器检测TFB引脚电压Nif嘉泰姆

b.<0.2347V（约125℃）时关闭PWMNif嘉泰姆

c.温度回落自动恢复Nif嘉泰姆

3.防倒灌设计：STMOD引脚接地，抑制启动时电流倒灌Nif嘉泰姆

五、封装与电气规范

参数	最小值	典型值	最大值	单位
工作温度	-40	-	105	℃
VDD12电压	7	12	20	V
死区时间	-	300	-	ns
驱动电流能力	-	±1A	-	-

封装细节：QFN32 (5mm×5mm×0.75mm)，底部散热焊盘需加强热设计。Nif嘉泰姆

应用设计电路元器件参数选择

1 PWM 调制Nif嘉泰姆
CXSU63303 根据输入和输出电压的具体关系和不同负载条件自动工作在降压或升压状态。上下管 PWM 互补Nif嘉泰姆
实现同步续流。降压时，左桥臂 PWM 的占空比由电压电流环控制，右桥臂固定输出。升压时，左桥臂固定，Nif嘉泰姆
右桥臂 PWM 的占空比由电压电流环控制。在输入电压变化时可实现降压和升压自动无缝衔接。在充电应用Nif嘉泰姆
场合建议 16 脚接地，在启动时抑制倒流。当输出发生长时间倒流时，右桥臂上管关闭，恢复后自动打开。Nif嘉泰姆
2 输出电压设置Nif嘉泰姆
CXSU63303 的输出电压由 VOUTFB 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 1.36V，如Nif嘉泰姆
图 8.1 所示，输出电压 Vout=（ 1+R1/R2 ）1.36V，如需设置输出电压到 14.96V，可设定 R1 为 10K ，R2 为Nif嘉泰姆
1K，输出电压 Vout=（1+10/1）1.3630V=14.96V。Nif嘉泰姆
Nif嘉泰姆
3 输出电流设置Nif嘉泰姆
CXSU63303 是通过引脚 2、3 和内部运算放大器组成差分放大器实现对输出电流信号的处理。内部放大器的Nif嘉泰姆
结构如图 8-2 所示，反馈电阻为 200K：10K。一般应用场合里，图中两个 R 是芯片外部需要放置的电阻，

阻值必须相等。对于分流电阻采样的应用，一般建议接 100Ω——2KΩ的外部电阻。C₀ 为信号滤波电容，和
R₀形成一阶 RC 滤波，最终的放大倍数为 G=R4/(R3+R0)。

例如 Rsamp=0. 005Ω，R4=200KΩ，R3=10KΩ，R0=0. 1KΩ，G=R4/(R3+R0)=200KΩ/(10KΩ+0. 1KΩ)=19. 8，
I=0. 976/(G*Rsamp)=1. 00/(19. 8* 0. 005)=10. 1A。
4 输出电感
CXSU63303 开关频率固定，电感的取值直接影响转换器的工作，会影响到电感电流的纹波。
降压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%。
升压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，Vdiode 是同步整流 MOS 管导通压差，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%。
5 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。
6 输出短路
当输出短路时，CXSU63303 将工作在最大峰值电流限流输出，同时输出电压降低到额定四分之一以下即触
发保护，短路保护后锁定 5s 后重启。
7 过温保护
CXSU63303 内部设定温度保护阈值为 0.2347V，当温度检测引脚电压小于此值时即触发过温保护，此时 PWM
输出关闭，温度降低后自动恢复。

结语：重新定义电源灵活性

CXSU63303通过四开关拓扑革新解决了传统Buck-Boost电路效率低、切换盲区的痛点。其150V耐压、95%效率及智能保护特性，为电池供电系统提供"无感"电压适应能力。随着便携设备与绿色能源的普及，该芯片将在电动交通、智慧储能领域持续释放技术红利。Nif嘉泰姆

*设计提示：优先选择CXSU63303-B版本支持光伏恒压输入，注意自举电容（VB1/VB2引脚）需选用高压陶瓷电容。*Nif嘉泰姆

技术规格书（产品PDF)

需要详细的PDF规格书请扫一扫微信联系我们，还可以获得免费样品以及技术支持！Nif嘉泰姆
Nif嘉泰姆
产品封装图 Nif嘉泰姆

Nif嘉泰姆

电路原理图 Nif嘉泰姆