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CXDC65202 5A同步升压转换器 | 输出隔离MOS | 8.6V-15.9V输入 | TFT-LCD源极驱动 - 嘉泰姆电子
| 产品型号： | CXDC65202 |
| 产品类型： | DC-DC转换器 |
| 产品系列： | 整合型电源管理 IC车用 |
| 产品状态： | 量产 |
| 浏览次数： | 4 次 |
产品简介
技术参数
| 输入电压范围 (VIN) | 8.6V~15.9V |
|---|---|
| 输出电压 (VOUT) | 2.5~82V |
| 输出电流 (IOUT) | 4.5A |
| 工作频率 | 1000kHz |
| 转换效率 | 95% |
| 封装类型 | WQFN4x4-20 |
| Topology | 整合型电源管理 IC车用 |
| Control method | PWM/PFM |
| Protection | 过流/过压/过温 |
| Features | OCP;OVP;SCP;UVP |
| Application | TV |
| Operating temp | -40℃~125℃ |
| Precision | ±1% |
| Number of Channels | 1 |
| Number of Boost Converters | 1 |
| Number of LDO Regulators | 1 |
产品详细介绍
CXDC65202 5A同步升压转换器
集成输出隔离MOS | 8.6V-15.9V输入 | 固定500kHz | TFT-LCD源极驱动
产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXDC65202 | 封装：WQFN-20L 4x4
技术咨询：ouamo18@jtm-ic.com 或致电 13823140578 (嘉泰姆电子)
嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXDC65202 是一款高性能 5A 同步升压转换器，专为 TFT-LCD 面板的源极驱动供电而设计。该芯片集成了 输出隔离 MOS 控制器，可实现升压转换器的上电时序控制。CXDC65202 采用电流模式、固定频率 PWM 控制架构，内置 80mΩ 功率开关 和 80mΩ 同步整流开关，支持 8.6V 至 15.9V 的宽输入电压范围，开关频率固定为 500kHz。芯片内置 软启动、逐周期过流保护（OCP）、欠压锁定（UVLO）、输出过压保护（OVP）、短路保护（SCP）以及 过温保护（OTP）。CXDC65202 采用 WQFN-20L 4x4 封装，是 TFT-LCD 显示器、电视机面板源极驱动供电的理想选择。
1. 产品概述与市场定位
在 TFT-LCD 显示面板中，源极驱动电路（Source Driver）需要稳定的高电压供电（通常为 14V~18V），以驱动液晶像素。该供电通常由升压转换器从系统总线（如 12V）产生。CXDC65202 作为一款 同步升压转换器，其核心优势在于 高集成度（内置功率开关和整流管）、宽输入电压范围（8.6V-15.9V） 以及 输出隔离 MOS 控制功能，便于实现上电时序管理。芯片的 电流模式 PWM 控制 提供快速的负载瞬态响应，固定 500kHz 开关频率 允许使用小尺寸电感和电容，有助于降低面板厚度。
CXDC65202 集成了 隔离开关控制器（SWG/SWO/SWI），可驱动外部 P-MOSFET 在升压输出和负载之间进行隔离，确保在上电和故障条件下源极驱动电压的受控建立和关断。内置的 软启动 电路限制启动浪涌电流，逐周期过流保护 和 短路保护 确保芯片在异常条件下安全运行。CXDC65202 采用 WQFN-20L 4x4 封装，热阻低至 28°C/W，是 TFT-LCD 显示器、电视面板等应用的理想电源方案。
2. 主要特点与技术亮点
- 同步整流：内置低阻 N-MOSFET 作为整流开关，取代外部肖特基二极管，显著提高效率，减少发热，适合高功率密度应用。
- 输出隔离控制：通过 SWI、SWO、SWG 引脚控制外部 P-MOSFET，实现升压输出与负载的隔离，便于系统上电/下电时序管理，防止反向电流。
- 宽输入范围：支持 8.6V 至 15.9V 输入，覆盖 12V 系统总线波动范围，适用于大多数 TFT-LCD 面板。
- 高开关频率：500kHz 固定频率，可在效率和元件尺寸之间取得良好平衡，允许使用小型电感（典型 10μH），降低 PCB 面积。
- 可调输出电压：通过外部电阻分压器设置输出电压（VREF=1.25V），灵活适应不同源极驱动电压需求（通常 14V~18V）。
- 完善的保护：包括 VIN 欠压锁定（UVLO，上升 6.7V/下降 6.0V）、输出过压保护（OVP，18V~20V触发）、逐周期过流保护（5A 最小限流）、短路保护（启动时 SWO<4V 触发）和过温保护（150°C 关断，滞后 15°C）。
- 软启动：外部电容设置软启动时间，限制启动时电感峰值电流，减少输入浪涌。
3. 典型应用电路
CXDC65202 的典型应用电路包括：VIN 输入（8.6V-15.9V），升压电感（典型 10μH），输入电容（3×10μF 陶瓷），输出电容（6×10μF 陶瓷），反馈电阻分压器（R1/R2/R3）设置输出电压，软启动电容（47nF），补偿网络（R4=33kΩ, C9=1nF），以及隔离 P-MOSFET（Q1）及其驱动电阻。EN 引脚使能芯片，SWO/SWI/SWG 控制隔离 MOSFET。BT 引脚需接 0.1μF 自举电容至 SW 节点。
图1. 典型应用电路（TFT-LCD源极驱动供电）
图2. CXDC65202 内部功能方框图
内部集成：同步升压控制器（电流模式PWM）、80mΩ功率NMOS、80mΩ整流NMOS、隔离MOS驱动逻辑、软启动、UVLO、OCP比较器、OVP比较器、SCP检测、热关断、振荡器（500kHz）、误差放大器、COMP补偿等。
4. 极限参数与电气特性（设计参考）
| 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| SW, SWO, SWG, SWI | 开关/隔离引脚 | -0.3 | 22 | V |
| BT | 自举引脚 | -0.3 | 26 | V |
| VIN | 输入电压 | -0.3 | 16.5 | V |
| VL, COMP, SS, FB, EN | 控制引脚 | -0.3 | 6.5 | V |
| PD @ TA=25°C | 最大功耗 (WQFN-20L 4x4) | — | 3.57 | W |
| θJA | 结到环境热阻 | — | 28 | °C/W |
| θJC | 结到外壳热阻 | — | 7 | °C/W |
| TJ | 结温范围 | — | 150 | °C |
| TSTG | 存储温度 | -65 | 150 | °C |
| ESD (HBM) | 人体模型 | — | 2 | kV |
| 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 输入电压 VIN | 8.6 | 15.9 | V |
| 结温范围 | -40 | 125 | °C |
| 环境温度 | -40 | 85 | °C |
| 参数 | 条件 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 输入电压范围 | — | 8.6 – 15.9 | V |
| VIN 欠压锁定 (上升) | — | 6.7 | V |
| VIN 欠压锁定 (下降) | — | 6.0 | V |
| 静态电流 (VIN) | VIN=12V, 空载 | 5 | mA |
| VL 输出电压 | 内部5V LDO | 5 | V |
| EN 逻辑高电平 | — | 1.3 | V |
| EN 逻辑低电平 | — | 0.8 | V |
| FB 基准电压 | — | 1.25 | V |
| 开关频率 | — | 500 | kHz |
| 功率开关 RDS(ON) | 高侧/低侧 | 80 | mΩ |
| 电流限流 (OCP) | 最小保证值 | 5 | A |
| 热关断阈值 | — | 150 | °C |
| 热关断滞后 | — | 15 | °C |
5. 工作原理与设计指导
5.1 同步升压转换器架构
CXDC65202 采用电流模式 PWM 控制架构。内部误差放大器通过 FB 引脚检测输出电压与基准电压（1.25V）的差值，产生 COMP 电压。内部电流检测电路监测电感峰值电流，与斜坡补偿信号叠加后与 COMP 电压比较，决定每个开关周期功率管的导通时间。当功率管导通时，电感储能；关断时，同步整流管导通，电感释放能量至输出。这种架构提供固有的逐周期限流和快速瞬态响应。
5.2 输出隔离控制（SWI/SWO/SWG）
芯片内置隔离 MOS 控制器，用于驱动外部 P-MOSFET（连接在 SWI 和 SWO 之间）。SWI 是升压转换器的输出节点，SWO 是负载侧（源极驱动输入），SWG 是 P-MOSFET 的栅极驱动输出。该控制逻辑确保在启动时 SWO 电压跟随 SWI 上升，关断时 SWO 快速下拉。在故障条件（如 OCP、SCP）下，隔离 MOSFET 关断，防止输出电容向输入端倒灌电流。隔离控制有助于实现精确的上电/下电时序，避免源极驱动在电压不足时工作。
5.3 软启动与输出电压设置
软启动通过 SS 引脚外接电容实现。内部 5μA 恒流源为电容充电，COMP 电压受 SS 电压钳位，从而限制电感峰值电流斜坡上升，输出电容缓慢充电，减小启动浪涌。典型软启动电容值为 47nF。输出电压通过外部电阻分压器设置：VOUT = 1.25V × (R1+R2+R3)/R3。建议 R3 ≥ 10kΩ，反馈网络靠近 FB 引脚放置以减少噪声。
5.4 保护机制
- UVLO（欠压锁定）：VIN 低于 6.0V（典型下降阈值）时芯片关断；高于 6.7V 时重新启动，具有 0.8V 滞后，防止输入电压抖动误触发。
- OCP（过流保护）：逐周期监测电感峰值电流，当超过 5A（最小）时立即终止当前导通周期，限制最大输出功率。
- UVP（欠压保护）：当 FB 电压低于 1.25V×80% 并持续 50ms 时，芯片锁存关断，需重新上电或 EN 复位。
- SCP（短路保护）：启动过程中，若 SWO 电压在 5ms 内低于 4V，芯片关断并锁存，防止输出短路时损坏。
- OVP（过压保护）：当 SWI 电压高于 18V（典型）且低于 20V 时，芯片停止开关动作，当电压降至 OVP 滞后阈值以下后恢复。
- OTP（过温保护）：结温超过 150°C 时芯片关断，降至 135°C 后自动重启。
5.5 电感与电容选择
电感值根据输入电压、输出电压、输出电流和开关频率计算，典型应用（VIN=12V, VOUT=14.5V, IOUT=2A）下推荐 10μH 电感，饱和电流需大于峰值电流（约 1.2×最大输入电流）。输入电容推荐 3×10μF 陶瓷，输出电容推荐 6×10μF 陶瓷，以降低输出纹波。补偿网络（R4, C9）典型值 33kΩ 和 1nF，可根据实际环路调整。
6. 基于 CXDC65202 的 TFT-LCD 源极驱动供电设计实例
设计目标：一款 32 英寸 TFT-LCD 电视面板，源极驱动需要 VDD=14.5V/2A，系统提供 12V 总线，要求高效率、低纹波，且上电时源极驱动电压需延迟建立以避免画面异常。
- 系统配置：选用 CXDC65202，VIN 接 12V 系统电源。升压电感 10μH（饱和电流 >5A），输入电容 3×10μF 陶瓷，输出电容 6×10μF 陶瓷。反馈电阻设置 VOUT=14.5V（例如 R1=100k, R2=9.31k, R3=10k）。软启动电容 47nF。隔离 P-MOSFET 选择 VDSS>20V, ID>3A 器件（如 AO3401A）。
- 参数设置：EN 接系统使能信号。隔离控制：SWI 接升压输出，SWO 接源极驱动负载，SWG 驱动 P-MOSFET 栅极。上电后，升压先建立 SWI，然后隔离 MOS 缓慢导通（通过栅极电容），SWO 随 SWI 上升，实现延迟上电。
- 效率与热设计：在 12V 输入、14.5V/2A 输出下，效率约 92%。估算功耗约 1.5W，θJA=28°C/W，结温温升约 42°C，在 60°C 环境温度下结温约 102°C，低于 125°C 推荐值。
- 保护验证：输出短路时，SCP 在 5ms 内触发并锁存，有效保护电源。过流时逐周期限流，防止输出过载。
- PCB 布局：遵循布局指南，功率回路尽量短，SW 节点面积最小，反馈电阻靠近 FB，补偿网络远离噪声源。
7. PCB 布局与散热设计建议
- 输入/输出电容：输入电容（3×10μF）和输出电容（6×10μF）应靠近 IC 对应引脚，并直接连接到地层，以减少寄生电感。
- 电感放置：电感应靠近 SW 引脚，走线宽而短，减小辐射环路。
- SW 节点：SW 引脚连接电感、功率管和自举电容，该节点面积应尽量小但走线足够承载电流，并远离敏感信号（FB、COMP）。
- 反馈分压器：R1/R2/R3 应靠近 FB 引脚，分压节点走线短，并远离 SW 节点和大电流路径。
- 补偿网络：R4/C9 应靠近 COMP 引脚，并用接地包围，防止噪声耦合。
- 隔离 MOS 驱动：SWG 驱动走线应短，以减少驱动损耗和振荡。
- 地线设计：功率地（PGND）和信号地（GND）应分开，但在 Exposed Pad 处单点连接。Exposed Pad 必须焊接到大面积地平面，并通过多个过孔连接内层和底层，以降低热阻。
- 热设计：根据 θJA=28°C/W，在 TA=85°C 时最大功耗约 1.43W（TJ=125°C）。实际设计应计算总功耗，确保结温不超过 125°C。增加铜皮面积和过孔可进一步降低热阻。
8. 订购信息与技术支持
CXDC65202 采用 WQFN-20L 4x4 封装，无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。
技术邮件：ouamo18@jtm-ic.com | 技术热线：13823140578
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