EG1163 (S) 高压大电流降压同步整流 DC‑DC 控制器|外置 MOS 降压电源方案

一、产品整体概述

EG1163 (S) 是屹晶微电子高压同步降压控制器,芯片内部无功率 MOS,全部功率管需要外接 ,SOP‑16 封装,分为两个子型号:EG1163EG1163S 。高端 VB 悬浮自举耐压最高600V;VCC 芯片供电范围 10‑20V;内置振荡器、误差放大器、半桥栅极驱动、逐周期限流;片内 REF5V 基准输出(5V/50mA);PWM 频率由 CP 引脚外接电容设置;FB 引脚内部 1.2V 基准,通过外部分压电阻设置输出电压;支持恒压、恒压恒流应用,适配蓄电池充电场景;典型应用电动车转换器、POE、工业控制系统、逆变器附属电源。

⚠️关键差异:EG1163 依靠输入高压经启动电阻给 VCC 储能电容上电启动,短路具备打嗝保护;EG1163S 需要外部电源给 VCC 供电启动,输出短路没有打嗝保护

二、五大核心差异化硬件优势

  • 最高 600V 悬浮自举驱动,栅极驱动能力强 VB 最高 600V,HO/LO 图腾柱栅极驱动;拉电流 1.8A、灌电流 2A;内置典型 200ns 硬件死区,防止上下管直通,可驱动大电流外置 N 沟道同步 MOS 管。
  • 双版本 VCC 欠压 UVLO 阈值,适配两种启动方案
  1. EG1163:VCC 开启 14‑17V (典型 16.5V),关断 8‑10V (典型 8V);高压输入通过外部启动电阻对 VCC 电容充电自启动,不需要额外辅助电源;输出短路具备打嗝间歇重启保护。
  2. EG1163S:VCC 开启 7.5‑9.3V (典型 8.5V),关断 6.7‑8.3V (典型 7.5V);必须外部辅助电源给 VCC 供电启动,短路无打嗝,持续限流
  • CP 电容可编程 PWM 频率,0‑300kHz 可调 公式:\(\boldsymbol{f=(13×10^6)/C_p}\)(Cp 单位 pF);Cp=200pF 时频率约 65kHz;振荡器电压、温度漂移小。
  • REF5V 内置基准 LDO,最大 50mA 输出 输出 5V 基准,可给外围运放、NTC 采样、分压网络供电,减少外部 LDO;REF5V 对地需要就近放置 1μF 旁路电容。
  • 逐周期峰值限流,支持蓄电池充电,可实现恒压恒流 SDHIN(高端)、SDLIN(低端)两路独立电流采样比较输入,比较阈值典型180mV;高端限流采用外部采样电阻,低端可利用 MOS 导通内阻采样;可外接外部运放扩展实现完整恒压恒流,适配铅酸 / 锂电充电。

峰值限流公式:\(I_{PK}=180mV/R_{sense}\)

  • 丰富系统配置引脚
  1. EN 引脚:内部比较基准 1.2V,可外接分压电阻自定义开启 / 关断阈值;
  2. SD 引脚:高电平立即关闭 PWM 输出,逐周关断;
  3. SS 软启动引脚:外接电容,电容越大软启动时间越长,抑制上电冲击;
  4. ERRO:误差放大器输出,用于环路补偿。

三、内置安全保护与功能

  1. VCC 欠压 UVLO 锁存:两个子型号阈值不同,VCC 低于关断阈值,全部 PWM 输出关闭。
  2. 逐周期峰值限流:SDHIN、SDLIN,180mV 阈值;高端用外部采样电阻,低端 MOS 内阻采样。
  3. 输出短路保护
    • EG1163:短路后 VCC 储能电容放电到 UVLO 关断;外部启动电阻重新给 VCC 电容充电,到达开启电压再次尝试启动;持续短路循环打嗝,降低功率管发热。VCC 引脚对地必须放置 22μF 储能电容,电容越大打嗝周期越长
    • EG1163S:外部供电模式,短路无打嗝,仅持续峰值限流。
  4. 内置硬件死区:典型 200ns,防止半桥上下管直通。
  5. SD 硬件 PWM 快速关断,EN 使能,SS 软启动

⚠️重要提醒:芯片没有内置 MOS,无芯片级过温保护,MOS 管过热保护需要外部 NTC + 外围电路实现

四、引脚功能定义(SOP‑16)

表格

引脚号 引脚名 I/O 功能简述
1 REF5V O 5V 基准输出,最大 50mA;对地就近接 1μF 陶瓷电容
2 EN I 芯片使能,内部比较基准 1.2V;外接分压电阻自定义启停阈值
3 SD I PWM 快速关断,高电平关闭 HO、LO 输出
4 SS I 软启动,外接电容,电容越大软启动时间越长
5 VSS GND 信号地
6 CP I 振荡器定时电容引脚,设置 PWM 频率
7 ERRO O 误差放大器输出,环路补偿网络接入点
8 FB I 反馈输入,内部基准 1.2V,分压设置输出电压
9 SDLIN I 低端 MOS 电流采样比较输入,180mV 阈值
10 LO O 低端 MOS 栅极驱动输出
11 COM PGND 功率地
12 VCC Power 芯片低压供电;EG1163 需要 22μF 储能电容;EG1163S 外部辅助电源供电
13 SDHIN I 高端 MOS 电流采样比较输入,180mV 阈值
14 VS O 高端悬浮半桥中点
15 VB Power 高端自举悬浮电源
16 HO O 高端 MOS 栅极驱动输出

输出电压计算公式:\(\boldsymbol{V_{OUT}=(1+\frac{R1}{R2})×1.2V}\);R1、R2 为 FB 引脚外部分压电阻。

五、外围元器件标准化选型规范

  1. VCC 储能电容 :EG1163 必须对地≥22μF,直接决定短路打嗝周期;EG1163S 外部辅助供电,同样需要稳定储能电容。
  2. REF5V 旁路电容:REF5V 对地 1μF 陶瓷电容,紧贴引脚。
  3. CP 定时电容:代入\(f=(13×10^6)/C_p\)选择 Cp;Cp=200pF≈65kHz。
  4. 自举回路:VB‑VS 配置自举电容、自举二极管;大功率建议外接快恢复二极管。
  5. 功率器件:外接高低端 N 沟道同步 MOS,优先低 Rds (on)、低栅电荷 MOS。
  6. 电流采样:高端必须外接采样电阻;低端可以 MOS 内阻采样;限流阈值 180mV。
  7. 反馈分压电阻 R1/R2:按\(V_{OUT}=(1+R1/R2)×1.2V\)设置输出电压。
  8. 输出 LC:输出电感 L、输出电容 Co;电感兼顾连续 / 不连续模式;输出电容优先低 ESR;手册提供纹波计算公式。
  9. SS 软启动电容:容值越大,上电软启动时间越长。
  10. EN 分压电阻:可自定义芯片开启 / 关断阈值。

六、PCB 布线硬性规范

  1. VCC 引脚 22μF 储能电容必须紧贴 VCC‑COM 功率地,直接影响 EG1163 打嗝保护效果。
  2. 自举二极管、自举电容紧靠 VB、VS 引脚,缩短悬浮回路,降低寄生参数。
  3. HO、LO 栅极驱动走线尽量短,栅极电阻靠近 MOS 管栅极,抑制栅极振荡。
  4. SDHIN、SDLIN 采样走线短,远离大电流功率回路,避免噪声误触发限流。
  5. FB 反馈分压电阻远离功率大电流走线;ERRO 环路补偿器件靠近 ERRO 引脚,减小噪声。
  6. 功率地 COM 与信号地 VSS 单点连接,分割功率回路与小信号回路,降低地弹噪声。
  7. REF5V 的 1μF 旁路电容紧贴引脚,减小基准噪声。

七、主流应用场景

电动自行车 / 摩托车转换器、蓄电池充电系统、LED 大屏电源、工业控制系统、以太网 POE 供电、逆变器辅助电源、高压输入大电流同步降压电源。

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