CSD96415RWJ同步降压NexFET™功率级技术解析

描述

Texas Instruments CSD96415同步降压NexFET™功率级是高度优化的设计,用于大功率、高密度同步降压转换器。该产品集成了驱动器IC和功率MOSFET,可完成功率级开关功能。该组合可在5mm × 6mm小型封装中实现大电流、高效率以及高速开关功能。它还集成了精确的电流检测和温度检测功能,可以简化系统设计并提高精度。此外,Texas Instruments CSD96415 PCB的尺寸也经过优化,以帮助缩短设计时间和简化整个系统设计的完成过程。

数据手册:*附件:Texas Instruments CSD96415同步降压NexFET™功率级数据手册.pdf

特性

  • 额定峰值电流:80A
  • 16V V IN 、25V额定高侧和低侧FET
  • 峰值效率:超过94%(f SW =600kHz,L OUT =150nH)
  • 高频工作(高达1.75MHz)
  • 温度补偿双向电流感测
  • 模拟温度输出
  • 故障监控
  • 3.3V和5V PWM信号兼容
  • 三态PWM输入
  • 集成式自举开关
  • 优化的死区时间,可提供击穿保护
  • 包装
    • 高密度,QFN 5mm × 6mm
    • 超低电感
    • 系统优化PCB尺寸
    • 散热增强型顶部冷却
    • 符合RoHS指令,无铅端子电镀
    • 不含卤素
    • 7英寸和13英寸卷轴可选

简化应用

NexFET

CSD96415RWJ同步降压NexFET™功率级技术解析

一、产品核心特性

CSD96415RWJ是德州仪器推出的高性能集成化功率级解决方案,专为高密度同步降压转换器设计,具有以下突出特性:

电气参数亮点‌:

  • 超高电流能力‌:80A峰值电流输出
  • 宽电压支持‌:16V输入电压,25V MOSFET耐压等级
  • 卓越效率‌:>94%峰值效率(600kHz/150nH条件下)
  • 高频工作‌:支持高达1.75MHz开关频率
  • 智能监测‌:
    • 温度补偿双向电流检测
    • 模拟温度输出
    • 故障监控功能

封装优势‌:

  • 超紧凑5mm×6mm QFN封装
  • 超低寄生电感设计
  • 顶部散热增强结构
  • 符合RoHS标准无卤素设计

二、系统架构设计

1. 集成化功率级方案

该器件创新性地将以下组件集成于单一封装:

  • 功率MOSFET‌:优化高低边管组合
  • 驱动电路‌:支持3.3V/5V PWM信号
  • 保护功能‌:
    • 集成自举开关
    • 防直通死区优化
    • 三态PWM输入保护

2. 智能监测系统

电流检测‌:

  • 温度补偿技术确保全温区精度
  • 双向检测支持能量回馈应用

热管理‌:

  • 模拟温度输出(TSNS引脚)
  • 165℃热关断保护
  • 顶部散热金属面设计

三、典型应用设计

1. 多相降压转换器配置

推荐参数‌:

  • 开关频率:600kHz-1.75MHz
  • 输出电感:150nH(典型值)
  • 输入电容:≥10μF陶瓷电容

布局要点‌:

  • 功率路径采用短而宽走线
  • 敏感信号远离开关节点
  • 热焊盘充分连接至地平面

2. 外围元件选择指南

元件类型推荐规格注意事项
输入电容低ESR陶瓷电容靠近VIN引脚布置
自举电容100nF X7R耐压≥10V
栅极电阻0-10Ω调节开关速度
温度采样10kΩ上拉用于TSNS输出

四、PCB设计规范

1. 封装机械参数

  • 引脚数量‌:41引脚VQFN-CLIP
  • 焊盘尺寸‌:5mm×6mm主体
  • 热焊盘‌:必须焊接确保散热

2. 推荐焊盘图案

  • 焊盘间距:0.5mm
  • 钢网开口率:90%
  • 接地过孔:4×4阵列布置

3. 回流焊参数

  • 峰值温度:260℃(MSL2等级)
  • 温度曲线:符合JEDEC J-STD-020标准

五、应用场景推荐

  1. 高性能计算‌:
    • CPU/GPU核心供电
    • 内存电源模块
    • 服务器VRM设计
  2. 通信基础设施‌:
    • 基站功率放大器
    • 光模块电源
    • 网络交换机POL
  3. 工业电源‌:
    • 自动化控制器
    • 电机驱动辅助电源
    • 测试仪器供电
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