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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。WJA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：WJA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。WJA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。WJA嘉泰姆

3.多重保护机制WJA嘉泰姆

a.输入欠压/输出短路保护WJA嘉泰姆

b.过温关断（阈值234.7mV，≈125℃）WJA嘉泰姆

c.防倒灌启动模式（通过STMOD引脚配置）WJA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。WJA嘉泰姆

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

a.降压模式：左桥臂PWM动态调压，右桥臂固定导通WJA嘉泰姆

b.升压模式：左桥臂固定导通，右桥臂PWM动态调压WJA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。WJA嘉泰姆

2. 精准电压/电流控制

3. 关键外围器件选型

• 电感设计：WJA嘉泰姆

  • 降压模式：​WJA嘉泰姆

  • 升压模式：WJA嘉泰姆

  *建议：纹波电流ΔI ≤ 30%最大输出电流，Fs=70kHz*WJA嘉泰姆

• 电容选型：WJA嘉泰姆
  低ESR电容至关重要，纹波电压公式：WJA嘉泰姆
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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。WJA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）。WJA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。WJA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。WJA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。WJA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WJA嘉泰姆

2.温度保护：WJA嘉泰姆

a.内置传感器检测TFB引脚电压WJA嘉泰姆

b.<0.2347V（约125℃）时关闭PWMWJA嘉泰姆

c.温度回落自动恢复WJA嘉泰姆

3.防倒灌设计：STMOD引脚接地，抑制启动时电流倒灌WJA嘉泰姆

五、封装与电气规范

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

  应用设计电路元器件参数选择

1    PWM  调制WJA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WJA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，WJA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WJA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。WJA嘉泰姆
2    输出电压设置WJA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WJA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WJA嘉泰姆
1K，输出电压  Vout=（1+10/1）*1.3630V=14.96V。WJA嘉泰姆
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3 输出电流设置WJA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WJA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WJA嘉泰姆
R₀ 形成一阶  RC 滤波，最终的放大倍数为  G=R4/(R3+R0)。WJA嘉泰姆
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    例如  Rsamp=0. 005Ω，R4=200KΩ，R3=10KΩ，R0=0. 1KΩ，G=R4/(R3+R0)=200KΩ/(10KΩ+0. 1KΩ)=19. 8，WJA嘉泰姆
I=0. 976/(G*Rsamp)=1. 00/(19. 8* 0. 005)=10. 1A。WJA嘉泰姆
4    输出电感WJA嘉泰姆
     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。WJA嘉泰姆
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，WJA嘉泰姆
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%。WJA嘉泰姆
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WJA嘉泰姆
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WJA嘉泰姆
常选择  Iripple  不超过最大输出电流的  30%。WJA嘉泰姆
5    输出电容WJA嘉泰姆
      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WJA嘉泰姆
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：WJA嘉泰姆
，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WJA嘉泰姆
出电容等效串联电阻。WJA嘉泰姆
6         输出短路WJA嘉泰姆
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WJA嘉泰姆
发保护，短路保护后锁定  5s  后重启。WJA嘉泰姆
7    过温保护WJA嘉泰姆
      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 PWMWJA嘉泰姆
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。WJA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。*WJA嘉泰姆

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   产品封装图 WJA嘉泰姆

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   电路原理图 WJA嘉泰姆

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