引言：异步降压方案的高性价比优势
在工业控制、电动交通工具及快充设备领域，宽电压输入的非隔离DC-DC方案需平衡效率与成本。基于CXSD62677芯片的异步降压设计，以18-85V超宽输入范围、12V/8A稳定输出及93.5%峰值效率，成为中功率应用的理想选择。本文将深度解析其架构特点、关键器件选型及行业应用实践。
一、核心特性与行业适配性
1.1.电气性能亮点
1.1.1)宽压适应性：12V输出时支持18-85V输入，兼容电动车电池波动（如48V/60V系统）。
1.1.2)高性价比架构：异步续流二极管替代同步MOS管，降低成本约25%（实测峰值效率93.5%）。
1.1.3)灵活控制：支持使能信号定制，适配工业设备远程启停需求。
1.2.紧凑型结构设计
1.2.1)双层PCB尺寸48×36×15mm，优化空间利用率。
1.2.2)模块化外壳（66×57×22mm），安装孔距52mm，便于集成到逆变器或控制柜。
二、技术解析：异步BUCK拓扑与关键电路
2.1. 工作原理
采用经典异步BUCK架构（图5-1）：
本方案的拓扑为典型的BUCK结构。其中，V为开关管，D为续流二极管，L为储能电感，R为负载电
阻，C 为输出端电容。
当开关管V导通时，输入电压对电感L充电，同时对负载供电；当开关管V截止时，由于电感上的电
流不能在瞬间发生突变，因此在电感上产生反向电动势以维持通过的电流不变。此时续流二极管D导通，储存在电感上的电能就和续流二极管D构成的回路对负载供电。
2.1.1)开关管（Q2）：导通时对电感（L1）充电，同时为负载供电。
2.1.2)续流二极管（D6）：关断时提供电流回路，利用电感储能维持输出。
续流二极管主要用于开关管关断时为电感电流提供一个回路，这个二极管的开关速度和正
向压降直接影响 DC-DC 的效率，采用肖特基二极管具有快速的开关速度和低的正向导通
压降，能给 CXSD62677 降压器提供高效率性能。
成本优势：相比同步方案，减少1颗MOS管和驱动电路，BOM器件减少30%。
2.2. 核心参数设定
2.2.1)输出电压调节：
CXSD62677 的输出电压由 FB 引脚（3 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
1.25V。则输出电压:
通过FB引脚分压电阻设定：Vout = (1 + R10/R13) × 1.25V
示例：R10=13KΩ, R13=1.5KΩ → 12.08V输出（误差＜1%）。
如需设置输出电压到 12.08V，可设定 R10 为 13K，R13 为 1.5K，输出电压 Vout=（1+13/1.5）
*1.25V=12.08V。
2.2.2)峰值电流保护：
输出峰值电流大小可通过调节电阻 R6 阻值，输出峰值电流与该电阻的关系式是：
电流采样公式：Io(peak) = 0.18V / R6
示例：R6=15mΩ → 12A峰值保护点（预留20%余量）。
如需设置输出峰值为 10A，R6 为 0.015Ω，即 Io=0.18V/0.015Ω=12A。
三、关键器件选型与设计准则
3.1. 电容选型（纹波控制核心）
3.1.1)输入电容（C1）：100μF/100V电解电容 + 0.1μF/100V陶瓷电容（C2），抑制输入浪涌。
3.1.2)输出电容（C7）：1000μF/25V低ESR电解电容，纹波计算公式：
等效串联电阻。
设计规范：纹波电压≤1% Vout（即≤120mV@12V）。
3.2. 功率器件选型
3.2.1)MOS管（Q2）：
Q2 这个 MOS 管要选择 GS 能在 4.5V 完全打开的低开启 MOS 管，MOS 管选择低内阻、
低结电容，能给CXSD62677 降压器提供好的性能。
在调试时，注意 MOS 管的开关毛刺尖峰，如果尖峰过大，可以将 MOS 管门级电阻改大。AP50N100K（TO-252封装），需满足：
3.2.1.1)4.5V完全开启（适配芯片驱动能力）
3.2.1.2)低结电容（Ciss<2000pF）
*调试技巧：门极串联电阻抑制尖峰，典型值2-10Ω。*
3.2.2)续流二极管（D6）：MBRD20100CT肖特基二极管，优势：
续流二极管主要用于开关管关断时为电感电流提供一个回路，这个二极管的开关速度和正向
压降直接影响 DC-DC 的效率，采用肖特基二极管具有快速的开关速度和低的正向导通压降，
能给 CXSD62677 降压器提供高效率性能。
3.2.2.1)正向压降＜0.5V（@10A）
3.2.2.2)反向恢复时间＜15ns
3.2.3)功率电感（L1）：
CXSD62677 有两种工作模式分连续工作模式和不连续工作模式，电感的取值将影响降压器的
工作模式，在轻载时 CXSD62677 工作在不连续工作模式，同时电感值会影响到电感电流的纹
波，电感的选取可根据下式公式：47μH铁硅铝磁环（Ø20mm），计算公式：
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%。
设计规范：纹波电流≤30% Io（即≤2.4A@8A），避免轻载进入不连续模式。
四、实测性能与行业应用
4.1. 效率实测数据（12V输出）
|
输入电压 |
2A负载 |
4A负载 |
8A负载 |
|---|---|---|---|
|
24V |
93.1% |
92.8% |
91.2% |
|
48V |
93.5% |
92.9% |
90.7% |
注：84V输入时效率衰减＜3%，满负载温升＜45℃（无强制散热）。
4.2. 典型应用场景
4.2.1)电动交通工具：60V电池系统转换12V，驱动车灯、仪表盘。
4.2.2)工业控制系统：75V直流母线降压，为PLC模块供电。
4.2.3)快充电源：适配18-36V输入，输出12V/8A支持多设备并行充电。
4.2.4)光伏逆变器：85V输入兼容离网型MPPT控制器。
五、PCB设计优化与故障预防
5.1.布局要点：
5.1.1)续流二极管D6紧邻电感L1，缩短高频回路路径。
5.1..2)MOS管Q2的散热焊盘需连接≥4×4cm²铜箔。
5.2.常见故障对策：
5.2.1)输出电压振荡：检查FB引脚走线（远离电感/二极管）。
5.2.2)二极管过热：确认D6为真品肖特基（伪劣品压降＞0.7V）。
5.2.3)轻载效率骤降：调整电感量（47μH±10%）避免不连续模式。
5.3.方案 PCB
5.3.1)元器件位图
5.3.2)PCB 走线图
六.方案板元器件CXSD62677-12V8A BOM列表
七.方案原理图
结语：高性价比电源的工程实践
CXSD62677方案通过异步架构成本控制、宽压自适应能力及工业级稳定性，为中型功率设备提供可靠供电保障。其93.5%的效率与紧凑设计，成为电动出行、工业控制领域的经济型解决方案。
升级建议：如需＞95%效率，可替换同步整流方案；若空间受限，可改用平面电感。
