RT7802GQW-HCAA2 宽输入电压多相同步降压控制器
RT7802GQW-HCAA2是一款汽车级多相降压控制器,专为12V/24V/48V高压系统设计,支持8V-61V宽输入范围,可驱动2相或4相同步Buck电路,输出电流能力>60A(4相并联)。该芯片集成自适应电压定位(AVP)和预偏置启动功能,适用于汽车ADAS、服务器等高阶电源需求。其核心特性包括200kHz-1.2MHz可编程开关频率、多种保护功能(OVP/OCP/OTP/UVLO),并通过
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RT7802GQW-HCAA2 汽车级多相降压控制器,专为12V/24V/48V系统高压输入场景设计。支持8V-61V宽输入范围,通过外接MOSFET驱动2相或4相同步Buck电路,输出电流能力**>60A**(4相并联),集成自适应电压定位(AVP)及预偏置启动功能,满足汽车ADAS、服务器等高阶电源需求。
核心参数表
| 参数类别 | 参数名称 | 参数值/特性 | 条件说明 |
|---|---|---|---|
| 电气规格 | 输入电压范围 (VIN) | 8V 至 61V | 瞬态耐压65V (100ms) |
| 输出电压范围 (VOUT) | 0.6V 至 5.5V | 基准电压可调 | |
| 基准电压精度 (VREF) | 0.8V ±1.0% | -40°C至+125°C | |
| 相数控制 | 工作相数 | 2相或4相可配 | MODE引脚设置 |
| 开关频率范围 | 200kHz - 1.2MHz | 外部电阻编程 (±10%) | |
| 驱动能力 | 高边驱动源电流 | 2.5A (典型值) | 驱动外置MOSFET |
| 低边驱动吸电流 | 4.0A (典型值) | ||
| 动态响应 | AVP(自适应电压定位) | 集成 | 优化负载瞬态响应 |
| 预偏置启动 | 支持 | 禁止对已带电输出电容放电 | |
| 保护功能 | 过压保护 (OVP) | 锁存关断,阈值:115% VOUT | |
| 过流保护 (OCP) | 相位电流平衡 + Hiccup模式 | 外置检流电阻设定 | |
| 过温保护 (OTP) | 160°C关断,145°C恢复 | 芯片结温监测 | |
| 输入欠压锁定 (UVLO) | 开启阈值:7.0V / 关闭阈值:6.5V | ||
| 控制接口 | Power Good信号 | 开漏输出 | VOUT进入±10%窗口生效 |
| 使能序列 (EN/SS) | 软启动时间可调 (10ms典型值) | 外接电容设定 | |
| 环境规格 | 工作结温范围 (Tj) | -40°C 至 +150°C | AEC-Q100 Grade 1认证 |
| 封装 | QFN-26 (5x5mm) | 外露散热焊盘 |
典型应用:48V转1.2V/60A多相电源(用于车载AI处理器)
设计目标:为自动驾驶域控制器SoC供电,需求:
- 输入:48V铅酸电池系统(工作范围36V-58V)
- 输出:1.2V ±3% @ 60A峰值电流
- 负载瞬变:±40A/μs,容限±50mV
方案实现:
plaintext
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[拓扑结构]
4相并联同步降压
┌─────── 外置MOSFET (每相:High Side x1 + Low Side x1)
├─────── 电流检测电阻 (0.5mΩ)
└─────── 输出电感 (0.22μH, 饱和电流>20A)
[关键元件选型]
1. 功率级:
- MOSFET选型:
• High Side:FDMC8622 (Rds(on)=1.8mΩ @ Vgs=10V)
• Low Side:FDMC8630 (Rds(on)=0.9mΩ)
2. 输出滤波:
- 电感:4 x VLS6045-220M (0.22μH, DCR=0.3mΩ)
- 电容:12 x 470μF MLCC (X7S, 1210封装) + 2 x 330μF POSCAP
3. 控制配置:
- 开关频率:400kHz/相
- 软启动电容:22nF (启动时间10ms)
- AVP增益:通过COMP引脚电阻设定
工作流程:
- 启动阶段:EN引脚高电平触发,SS电容充电建立平滑VOUT斜坡。
- 负载瞬态响应:
- 当SoC电流突变时,AVP动态调整电压容限(如:+40A负载时VOUT临时降至1.18V)。
- 均流控制:电流检测电阻信号经IIN1-IIN4引脚输入,控制器自动平衡各相电流。
- 故障保护:
- 输出短路时OCP触发Hiccup模式(5次重试后锁存关断)。
- 芯片温度>160°C时OTP强制关断MOSFET驱动。
设计挑战与解决方案
| 问题 | 应对措施 |
|---|---|
| 高di/dt噪声干扰 | - 每相SW节点铺铜面积≤15mm² - 检流电阻采用Kelvin连接 |
| 48V输入高压应力 | - MOSFET选型Vds≥80V - 输入电容并联TVS管 (58V钳位) |
| 多相布局对称性 | - 严格等长布线相位信号 (PWM1-PWM4) - 功率路径星型接地 |
总结
RT7802GQW-HCAA2以61V高压输入、4相并联扩展、汽车级可靠性为核心优势,解决了高电流密度SoC供电的三大关键问题:
- 高压适应性:支持48V系统瞬态电压波动,直接替代传统"48V→12V→1.2V"两级方案;
- 动态性能:AVP功能实现±40A/μs负载跃迁下±50mV电压容限,满足车规ASIL-D级处理器需求;
- 热管理优化:多相均摊电流降低单路热应力,QFN-26封装配合散热过孔使系统效率>92%@60A。
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