为什么写这篇实测笔记
参数表看完,真正决定项目能不能用的是上板之后的那几组数:满载效率、输出纹波、壳温能不能扛住、短路之后能不能自己恢复。前面该算的电感、占空比、损耗那几笔账已经算过,这篇把诚芯微 CX8903 在 20W Demo 板上跑出来的实测数据摊开,再补上 BOM 和布线建议,供做电源的同行直接对照。
先定架构:异步 Buck,续流二极管不能省
CX8903 是高压异步降压控制器,内部只集成高压侧 N-MOS,关断期间靠外部肖特基二极管续流。所以它不是同步整流,BOM 里一定有一颗续流二极管,位号、焊盘和散热都要留好。好处是外围直接:一颗电感、一颗肖特基、几颗电容电阻,就能把 48V/60V/72V 降到 5V 或 12V。
核心参数速查
| 参数项 | 典型值 |
|---|---|
| 输入电压范围 | 10–100V |
| 输出电流能力 | 3A |
| 内置功率管 | 100V / 90mΩ N-MOS |
| 开关频率 | 100kHz 固定 PWM,轻载跳周期 |
| FB 基准电压 | 1.25V |
| 静态电流 | 2mA(EN > 2.8V) |
| 关断电流 | < 10μA(EN < 1V) |
| 过温保护 | 140℃ |
| 封装 | SOP-8L |
保护机制
| 保护项 | 工作方式 |
|---|---|
| 过流保护 OCP | IS 引脚采样,实测 5V 输出约 3.59–3.85A |
| 短路保护 SCP | 打嗝模式,故障移除后自动恢复 |
| 过温保护 OTP | 140℃ 触发,回滞后恢复 |
| EN 关断 | EN < 1V 时关断电流 < 10μA |
效率:输入越高,效率越低
PD20W Demo 板,输出 5V/3A、9V/2.22A、12V/1.67A,板端实测效率如下:
| 输出电压 | 12V 输入 | 24V 输入 | 48V 输入 | 72V 输入 | 90V 输入 |
|---|---|---|---|---|---|
| 5V / 3A | 89.38% | 87.74% | 84.72% | 83.53% | 78.32% |
| 9V / 2.22A | — | 92.79% | 89.98% | 86.71% | 84.11% |
| 12V / 1.67A | — | 94.17% | 90.86% | 87.79% | 85.27% |
规律很直白:输入电压越高、压差越大,效率越低。电动车这类宽范围输入的产品,热预算要按最差电压算,不能只看 48V 那一点。
纹波:满载 92–144mV
| 输出电压 | 24V 输入 | 48V 输入 | 72V 输入 | 90V 输入 |
|---|---|---|---|---|
| 5V / 3A | 92mV | 104mV | 108mV | 112mV |
| 9V / 2.22A | 104mV | 128mV | 136mV | 140mV |
| 12V / 1.67A | 92mV | 124mV | 132mV | 144mV |
纹波全部在 200mV 设计目标以内。100kHz 下 ESR 比容量更要紧,要再压低优先换低 ESR 电容,而不是盲目加容量。
温升:90V 满载时,壳温 131.9℃
| 器件 | 24V | 48V | 72V | 84V | 90V |
|---|---|---|---|---|---|
| CX8903 | 95.7℃ | 99.5℃ | 116.7℃ | 126.8℃ | 131.9℃ |
| 磁环电感 | 98.9℃ | 102.9℃ | 114.1℃ | 119.8℃ | 123.5℃ |
| 续流肖特基 CX10100LCS | 98.1℃ | 102.7℃ | 113.8℃ | 119.3℃ | 123.2℃ |
这是整篇最需要留意的数。90V 输入、5V/3A 满载,CX8903 壳温到 131.9℃,离 140℃ 过温保护只剩 8 度。48V 以内输入时温度在 100℃ 以下,比较从容;超过 72V 又拉满 3A,必须把散热做足——芯片底部开 3–5 个 φ0.8–1.0 过孔、铜箔露铜、二极管焊盘露铜,一项都别省。产品化前按最高输入电压加满载做一次热验证。
待机、启动、OCP 与动态响应
待机:EN=1 时约 1.87–2.49mA,EN=0 时约 5μA。长期挂电池的设备用 EN 脚关断,静态损耗几乎可以忽略。
启动时间:12V 输入空载 5.68ms、满载 6.74ms;90V 输入空载 5.08ms、满载 5.46ms。
OCP:5V 输出约 3.59–3.85A,短路后打嗝,故障移除自动恢复。
动态响应:0.05A–3A 阶跃、带 0.5m Type-C 线,5V 输出跌落约 4.68–5.24V,车载 GPS 和 4G 模组发射脉冲时可以据此判断会不会掉压重启。
BOM 与 11 条布线建议
| 位置 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| U1 | CX8903,SOP-8L | 降压控制器 |
| U2 | 318,SOP-8 | 协议芯片(无限流协议) |
| D1 | CX10100LCS,100V/10A,TO-252/TO-277 | 续流肖特基,不可省 |
| L1 | 100μH ±6% / 7A,铁硅铝磁环,线径 0.7mm | 功率电感 |
| C1 / C2 | 47μF/100V + 1μF/100V X7R 1206 | 输入滤波,C2 不可省 |
| C7 | 470μF/25V 铝电解(ESR ≈ 0.15Ω) | 输出滤波 |
| C9 + R9 | 1nF/100V + 10Ω/0805 | RC 吸收,不可省 |
| R3 | 40mΩ ±1% 合金电阻,1206 | 电流采样 |
| R4 / R5 | 100kΩ / 33kΩ,1% | FB 分压,输出 5V |
布线 11 条建议(Demo 板实测能跑满 20W 的前提):
VIN、SW、IS、输出走线短而宽。
R3 采样电阻一端焊盘尽量靠近 IS 引脚。
COMP、FB 远离开关节点。
COMP、FB 元器件 GND 靠近芯片第 8 脚地。
C2 靠近第 5 脚 VIN,不可省。
C5、R11 靠近 SW、BST,距离 2–5mm 以内。
FB 上偏取样线接到输出电容后端。
COMP、FB 与 SW 取样线不要走电感两引脚。
U1 散热:IS 到 R3 之间露铜、芯片底部 3–5 个 φ0.8–1.0 过孔、GND 端口旁露铜。
D1 焊盘旁做铜箔露铜散热。
C9、R9 RC 吸收不可省。
常见问题排查
| 现象 | 排查点 |
|---|---|
| 上电无输出 | EN 是否 > 2.8V、VIN 是否欠压、FB 是否接近 1.25V |
| OCP 点偏低 | R3 是否靠近 IS 引脚,阻值与精度是否对 |
| 输出不稳、带载差 | COMP/FB 是否与 SW 耦合,GND 是否回到第 8 脚 |
| 纹波偏大 | 输出电容 ESR 是否偏高,电感是否按最高档计算 |
| 高温过温保护 | 高压差满载下散热是否做足,必要时降额 |
100V 降压系列怎么选
| 型号 | 输入范围 | 架构 | 输出电流 | 封装 |
|---|---|---|---|---|
| CX8903 | 10–100V | 异步,内置 MOS | 3A | SOP-8L |
| CX8810 | 9–100V | 同步,内置双 NMOS 10mΩ | 4A | QFN20 5×5 |
| CX8801 | 9–100V | 同步,外置双 NMOS | 10A | MSOP10 |
| CX8806 | 9–100V | 异步,内置 MOS | 10A | MSOP10 |
| CX8901X | 10–120V | 异步,外置 MOS | 10A 以上 | ESOP-8L |
3A 以内要省外围,CX8903 是合适的起点;电流上到 4A 又要效率,看 CX8810;10A 以上或者输入可能冲到 120V,再往外置 MOS 方向走。
结语
这篇把 CX8903 上板后的实测表现整理了一遍,数据来自 PD20W Demo 板,测试条件为板端、恒温箱 27–30℃ 环境。设计高压降压时,效率、纹波、温升和保护这几组数比参数表更能说明问题,尤其是 90V 满载时 131.9℃ 这个点,做散热预算时一定要算进去。
完整规格书、参考设计和样片申请,去诚芯微官网 www.cxwic.com。写给做电源的工程师。
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