‌TI CSD96416同步降压NexFET™功率级技术解析与应用指南

Texas Instruments CSD96416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。该功率级具有经过调整的死区时间微调，可通过非TI控制器改进瞬态响应。它还集成精确的电流检测和温度检测功能，可以提高精度并简化系统设计。此外，Texas Instruments CSD96416 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 CSD96416同步降压NexFET™功率级数据手册.pdf

特性

• 额定峰值电流：50A
• 16V V IN 、25V高侧和低侧FET
• 经过调整的死区时间微调，可通过非TI控制器改进瞬态响应
• 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
• 高密度QFN 5mm × 6mm占位尺寸
• 超低电感封装
• 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

简化应用

TI CSD96416同步降压NexFET™功率级技术解析与应用指南‌

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‌一、核心特性概述‌

Texas Instruments的CSD96416是一款高度集成的同步降压NexFET™智能功率级模块，专为高功率密度、高频开关应用设计，具有以下核心优势：

• ‌超高电流能力‌：峰值电流50A，支持16V输入电压和25V高低侧MOSFET耐压。
• ‌卓越效率表现‌：在600kHz开关频率下效率超过94%（搭配150nH输出电感）。
• ‌高频工作支持‌：开关频率最高达1.75MHz，适用于空间受限场景。
• ‌智能监测功能‌：集成温度补偿双向电流检测、模拟温度输出及故障监控。
• ‌紧凑封装‌：5mm×6mm QFN封装，优化PCB占板面积与散热性能。

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‌二、关键技术创新‌

1. ‌动态死区调节技术‌
   • 通过调整死区时间（Deadtime Trim）优化与非TI控制器的瞬态响应匹配，减少振铃损耗。
   • 内置防直通保护逻辑，避免高低侧MOSFET同时导通。
2. ‌集成电流/温度检测‌
   • 双向电流检测精度±3%，支持实时负载监测。
   • 温度输出信号比例系数-11mV/°C，可直接连接ADC。
3. ‌系统级优化设计‌
   • 集成自举二极管，减少外部元件数量。
   • 超低电感封装（<1nH）降低开关损耗。

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‌三、典型应用场景‌

1. ‌多相降压转换器‌
   • 适用于服务器/桌面CPU的V-Core供电（高频、大电流需求）。
   • 支持3.3V/5V PWM信号输入，兼容主流数字控制器。
2. ‌高密度电源模块‌
   • 显卡与内存供电：利用1.75MHz高频开关减小电感体积。
   • 工业POL（负载点）转换器：-55°C至150°C宽温域工作能力。
3. ‌快速响应系统‌
   • 通过Tri-state PWM输入实现动态关断，响应时间<100ns。

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‌四、硬件设计指南‌

‌1. PCB布局建议‌

• ‌功率回路优化‌
  • 输入电容需贴近VIN引脚（间距<3mm），采用低ESR陶瓷电容（如X7R 10μF）。
  • 使用4层板时，预留完整地平面层以降低噪声。
• ‌散热管理‌
  • 顶部散热焊盘需连接至大面积铜箔（建议≥2cm²），并添加散热过孔阵列。
  • 满载运行时建议强制风冷（风速≥1m/s）。

‌2. 外围元件选型‌

• ‌自举电容‌：推荐0.1μF/25V陶瓷电容（C0G材质）。
• ‌电流检测电阻‌：根据公式RCS = 80mV/Ipeak计算，精度建议≥1%。

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‌五、性能测试数据‌

1. ‌效率曲线‌
   • 12V输入转1.8V输出时，峰值效率达96%（负载10A，fSW=1MHz）。
2. ‌热性能‌
   • 环境温度25°C下，8A连续输出时结温升≤40°C（PCB热阻θJA=15°C/W）。