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48V、60V、72V 电动车怎么降到 12V?惠海 H6253L 这颗内置 150V MOS 的降压芯片外围简单 性价比高

09/29 08:29
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经常有人问我,电动车电池组电压那么高,想给车灯、仪表、GPS 定位或者外接设备稳出一个 12V、5V 电源,手头该选哪颗芯片。其实这类宽压降压方案里,H6253L 算是一颗外围特别干净、用起来很省心的 DC-DC 降压恒压芯片,用在 48V、60V、72V 甚至更高电压的场合都能 hold 住。

跟那些需要外接大功率 MOS 的控制器方案不一样,H6253L 直接把 150V 高压 MOS 做进了芯片里,外围只要一颗电感、几颗电容和两个反馈电阻就能跑起来,画板面积小,BOM 也干净,非常适合仪表、车灯、GPS 追踪器、BMS 辅助供电这类中小电流场景。

这颗芯片能干到什么电压和电流?

H6253L 的输入耐压做得比较宽,标称范围是 8V 到 120V,内部 MOS 耐受能力做到了 150V,实际应用里遇到母线尖峰或者短时过压也有一定余量。所以不管是 48V 锂电、60V 铅酸还是 72V 电池组,甚至 80V、100V 的高压母线,直接挂上去都没什么问题。

输出端通过 VFB 脚的外接分压电阻来设定,3.3V 到 12V 之间都能调,常见的 5V、9V、12V 输出对它来说都是常规操作。长距离走线时还有输出线损补偿功能,后端负载拿到的电压不会因为线径细、走线长就偏低。

电流方面,H6253L 内置 MOS 可以提供 1.5A 的持续输出电流,带仪表、车灯、GPS 模块、蓝牙模组这类负载完全够用。如果需要更大电流,同系列还有 H6253K(2.5A)可以往上靠,不用换架构,直接换型号就行。

恒压和限流是怎么实现的?

H6253L 主打的是恒压输出,同时带一路逐周期限流保护。恒压值靠 VFB 脚的外接分压电阻来设定,换两颗电阻就能切换 3.3V、5V、9V 或者 12V 目标电压,调试起来很灵活。限流值则靠 CS 脚对地的采样电阻来设定,输出电流超过设定值时芯片会自动限制峰值电流,避免后级过流或者短路把芯片和负载一起打坏。

这种设计对电池供电场景很友好:正常工作时稳压输出,负载变重或者短路时自动限流保护,整套系统不容易被突发电流冲击。

效率和纹波表现怎么样?

H6253L 用的是固定频率 PWM 峰值电流模式控制,典型开关频率在 130KHz 左右。这个频率在磁件体积和 EMI 之间取了一个比较折中的点,普通工字电感或者小功率磁环就能用,不用特意定制绕线。

轻载时芯片会自动切换到 PWM+PFM 模式,降低开关损耗,所以整体转换效率能做得比较高,理想情况下可以达到 95% 上下。同时母线调整率和负载调整率也控制得不错,输入电压波动或者负载跳变时,输出 12V 不会跟着大幅度抖动,纹波也能保持在一个较低的水平。待机功耗压得比较低,对于电池长期浮充供电的设备来说,静态耗电这块不会拖后腿。

有哪些保护功能?

为了保护整车电气安全,H6253L 内部集成了软启动、过温保护(OTP)、输出短路保护和过流保护(OCP)。上电时电流慢慢爬升,不会一下子冲击电池和负载;温度过高或者后级短路时,芯片会自己降功率或者关断,等异常解除后再恢复。

ESOP-8 封装底部带功率散热焊盘,直接焊在 PCB 铜箔上就能把热量导出去,中小电流应用里基本不用额外加散热片。

典型应用怎么接线?

实际搭板子时,输入端一般要并联几颗电解电容和一个 RC 吸收电路,抑制电动车电机启停时产生的尖峰。输出端根据电流大小选合适容量的滤波电容,再预留好 CS 采样电阻和 VFB 分压电阻的位置。PCB 布局上尽量让功率回路面积小一点,输入电容就近放在 VIN 和 GND 之间,地和反馈线单独走远一点,噪声会更低。

下图是一个比较常见的参考布局,输入输出接口、功率地和信号地都分得比较清楚,照这个思路画板一般不会出大问题。整体外围就这几样:输入电容、电感、输出电容、VFB 分压电阻、CS 采样电阻、SS 软启动电容,剩下的就是走线了。

总结一下:

H6253L 适合 48V/60V/72V 电动车仪表、车灯、GPS 定位、BMS 辅助供电这类需要把高压母线降到 3.3V/5V/12V、电流在 1.5A 以内的场景。内置 MOS、外围简单、效率高、保护全,想要省 BOM、省画板面积的工程师可以重点关注这颗料。

还有其他型号:H6251L、H6252H、H6252L 、H6253C、H6253L 、H6253K、H6253HV、H6255L、H6255H、H6256L、H6257L、 H6257H、H6258L、H6258H、H6261S、H6259A、H6259B、H6266A、H6266B、H6266C

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