系列选型： CXSB6631A（0x75，VSEL_L=3.3V / VSEL_H=3.45V）| CXSB6631B（0x75，VSEL_L=3.3V / VSEL_H=3.85V）| CXSB6631C（0x77，VSEL_L=3.2V / VSEL_H=3.45V）| CXSB6631D（0x75，VSEL_L=3.85V / VSEL_H=3.45V）| CXSB6631E（0x77，VSEL_L=3.55V / VSEL_H=3.2V）。

 

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、平板电脑、可穿戴设备、Wi-Fi 模块和 USB VCONN 供电等应用中，系统需要从单节锂离子电池（电压范围 2.5V-4.35V）获得稳定且可动态调整的输出电压（如 3.3V、3.45V 或 5V）。由于电池电压可能高于或低于所需输出电压，传统升压或降压转换器无法胜任，而 CXSB6631 系列作为一款 单电感同步升降压转换器，能够自动在 Buck、Boost 和 Buck-Boost 模式之间无缝切换，无论输入电压如何变化，都能提供稳定的输出。其 ACOT 控制架构 具有出色的负载/线路瞬态响应，并使用小型陶瓷输出电容即可稳定工作，无需复杂的外部补偿。芯片的 I2C 接口 允许主控动态调整输出电压（25mV 步进），实现动态电压调节（DVS），优化系统功耗。外部 VSEL 引脚可快速在两组预设电压间切换，CXSB6631 系列提供多种默认电压组合（3.2V、3.3V、3.45V、3.55V、3.85V），覆盖主流应用需求。CXSB6631 系列采用 WL-CSP-15B 1.4×2.3mm 超小封装，是空间受限、高性能便携设备的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT 控制架构：无需外部补偿，使用低 ESR 陶瓷电容即可稳定工作，提供极佳的负载/线路瞬态响应。
• I2C 可编程输出电压：范围 1.8V-4.975V，步进 25mV，支持动态电压调节（DVS），可编程上升/下降斜率（1V/ms、2.5V/ms、5V/ms、10V/ms）。
• 外部 VSEL 引脚：硬件选择 VOUT1 或 VOUT2，实现快速电压切换，无需 I2C 通信。
• 多版本默认电压：提供 A/B/C/D/E 五个版本，覆盖 3.2V、3.3V、3.45V、3.55V、3.85V 等常用电压组合。
• 自动 PFM/PWM 模式：轻载时自动进入 PFM，非开关静态电流仅 4μA（典型），提升轻载效率；可强制 PWM 或启用超音波模式（最小频率 30kHz 避免音频噪声）。
• Ramp-PWM 功能：在 DVS 过程中强制 PWM 模式，确保电压上升/下降受控，避免电流倒灌。
• 输出放电与负载断开：关断时输出电容快速放电，且输入与输出物理断开，防止漏电。
• 保护功能：过流保护（OCP，6A）、过压保护（OVP，6V）、欠压保护（UVP，90% VOUT）、欠压锁定（UVLO）、过温保护（OTP，150°C）。

3. 引脚配置与功能描述

CXSB6631 系列采用 WL-CSP-15B 1.4×2.3mm 封装，主要引脚包括：EN（使能）、VIN（功率输入）、VSEL（电压选择）、SW1/SW2（开关节点）、AGND（模拟地）、PGND（功率地）、SCL/SDA（I2C 时钟/数据）、VOUT（输出）。详细引脚分布请参考数据手册。

图1. 引脚封装图（WL-CSP-15B）

4. 典型应用电路

CXSB6631 系列的典型应用电路包含输入电容 CIN（10μF + 0.1μF）、输出电容 COUT（22μF×2）、功率电感 L（0.47μH）、I2C 上拉电阻以及可选的远程大电容。电路简洁，无需外部补偿网络。

图2. 典型应用电路（CXSB6631 系列）

5. 极限参数与电气特性

符号	参数	最大值	单位
VIN	输入电压	6	V
VOUT	输出电压	6.2	V
SW1, SW2（<50ns）	开关节点电压	-5 至 8.5	V
EN, VSEL, SCL, SDA	I/O 引脚电压	6	V
PD（WL-CSP-15B）	功耗（TA=25°C）	1.88	W
θJA	热阻	53	°C/W
TJ	结温	150	°C
TSTG	存储温度	-65 至 150	°C
ESD（HBM）	人体模型	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VIN 输入电压	2	5.5	V
VOUT 输出电压	1.8	4.975	V
输出电流	0	3	A
输入电容（有效值）	5	—	μF
输出电容（有效值）	16	—	μF
电感 L	0.39	0.56	μH
环境温度	-40	85	°C
结温	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VIN 工作范围	—	2-5.5	V
UVLO 上升阈值	—	2.14	V
UVLO 下降阈值（VOUT 使能后）	—	1.8	V
非开关静态电流	EN=VIN=3.6V，空载	4	μA
关断电流	EN=0V	1	μA
开关频率	—	2.2	MHz
高侧 MOSFET RDS(ON)	—	25	mΩ
低侧 MOSFET RDS(ON)	—	38	mΩ
输出放电电阻	EN=0	5	Ω
输出电压精度（FPWM）	—	±1	%
输出电压精度（Auto PFM）	—	-1 至 +3	%
负载瞬态响应	0.05A-1A，1μs 边沿	±100	mV
最大输出电流（VIN≥3V，VOUT=3.3V）	—	3	A
最大输出电流（VIN≥2.5V，VOUT=3.3V）	—	2.5	A
效率（VIN=3.8V，VOUT=3.3V，IOUT=1A）	—	95	%
过温保护	—	150	°C
过温滞回	—	20	°C
DVS 斜率（可选）	寄存器设定	1,2.5,5,10	V/ms

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT 控制与模式切换

CXSB6631 系列采用 ACOT（Advanced Constant On-Time） 控制，内部产生虚拟电感电流斜坡，无需外部补偿网络，使用低 ESR 陶瓷电容即可稳定工作。芯片自动检测输入与输出电压关系，在 Buck、Boost 和 Buck-Boost 模式间无缝切换，保持输出电压稳定并最小化纹波。

6.2 I2C 可编程输出电压与 DVS

输出电压通过 I2C 寄存器（VOUT1 或 VOUT2）设定，范围 1.8V-4.975V，步进 25mV。支持动态电压调节（DVS），上升/下降斜率可编程为 1、2.5、5 或 10V/ms。DVS 过程中可通过 Ramp-PWM 功能强制 PWM 模式，确保电压受控变化。

6.3 版本选型与 I2C 地址

CXSB6631 系列提供五个版本，满足不同默认电压需求：

• CXSB6631A：I2C 地址 0x75，VSEL_L=3.3V，VSEL_H=3.45V
• CXSB6631B：I2C 地址 0x75，VSEL_L=3.3V，VSEL_H=3.85V
• CXSB6631C：I2C 地址 0x77，VSEL_L=3.2V，VSEL_H=3.45V
• CXSB6631D：I2C 地址 0x75，VSEL_L=3.85V，VSEL_H=3.45V
• CXSB6631E：I2C 地址 0x77，VSEL_L=3.55V，VSEL_H=3.2V

6.4 自动 PFM/PWM 与超音波模式

• 自动 PFM：轻载时进入 PFM，非开关静态电流仅 4μA，提升效率。
• 强制 PWM：固定 2.2MHz 频率，适合对纹波和 EMI 要求严格的场景。
• 超音波模式：轻载时强制最小开关频率 ≥30kHz，避免音频噪声。

6.5 输出放电与负载断开

EN 拉低后，内部 5Ω 放电电阻导通，快速泄放输出电容余电；同时输入与输出物理断开，防止漏电。

6.6 软启动与保护

软启动时间约 300μs（典型），限制启动浪涌电流。保护功能包括：过流保护（6A）、过压保护（6V）、欠压保护（90% VOUT）、欠压锁定（UVLO）和过温保护（150°C）。

6.7 元件选型指导

• 电感 L：推荐 0.47μH，饱和电流 ≥ 5A，低 DCR（如 Coilcraft XFL4015-471MEC）。
• 输入电容 CIN：推荐 10μF/6.3V X5R（0402）+ 0.1μF（0201）靠近 VIN，必要时增加 47μF 大电容。
• 输出电容 COUT：推荐 22μF/10V X5R × 2（0603），有效值 ≥16μF。
• I2C 上拉电阻：2.2kΩ-10kΩ 至 1.8V 电源。

7. 基于 CXSB6631A 的智能手机电源设计实例

设计目标：一款旗舰智能手机，采用单节锂离子电池（电压范围 2.8V-4.35V），需为系统提供动态可调的 3.3V/2.5A 核心电源，并支持快速 DVS 以优化功耗。

• 系统配置：选用 CXSB6631A，VIN=2.8V-4.35V，默认 VOUT=3.3V（VSEL=L），最大负载 2.5A。
• 电感：0.47μH，饱和电流 ≥ 5A（Coilcraft XFL4015-471MEC）。
• 输入电容：10μF/6.3V X5R（0402）+ 0.1μF（0201），另加 47μF 电解电容。
• 输出电容：22μF/10V X5R × 2（0603）。
• I2C 控制：主控通过 I2C（地址 0x75）设置 VOUT1=3.3V，VOUT2=3.45V，VSEL 用于快速切换。
• DVS 斜率：设定为 5V/ms，满足快速响应要求。
• 启动过程：EN 置高后，软启动约 300μs，输出平滑上升至 3.3V。
• 效率：在 1A 负载下效率高达 95%，轻载时 PFM 模式进一步降低功耗。

8. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：输入电容、SW1/SW2、电感和输出电容形成的回路应尽可能短，走线宽而短。
• 输入电容靠近 VIN：10μF 和 0.1μF 电容紧靠 VIN 和 PGND。
• 输出电容靠近 VOUT：22μF 电容紧靠 VOUT 和 PGND。
• SW 节点面积最小化：SW1 和 SW2 为高频开关节点，铜皮面积尽量小。
• 模拟地与功率地分离：AGND 和 PGND 独立走线，在芯片下方单点连接。
• 反馈走线远离噪声：FB 引脚（内部）无需外部分压，但应避免噪声耦合。
• I2C 走线：SCL/SDA 使用 2.2kΩ 上拉，走线远离功率节点。
• 散热：WL-CSP 封装通过 BGA 球散热，注意 PCB 焊盘和过孔设计。

9. 订购信息与技术支持

CXSB6631 系列采用 WL-CSP-15B 1.4×2.3mm 封装，无铅、RoHS 合规。提供五个版本：CXSB6631A、CXSB6631B、CXSB6631C、CXSB6631D、CXSB6631E，覆盖不同的默认输出电压组合。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。如需获取完整数据手册、应用笔记或设计咨询，请通过以下方式联系。