核心优势： 4.5V-36V 宽输入/输出（外部 FB 设定）| 4 开关升降压 | 峰值电流模式控制 | 内置功率路径 N-MOSFET 驱动（1C1A）| I2C 可编程频率（250k-1MHz）| 可编程 CC 电流（9 位）| 可调软启动 | PGOOD/ALERT | ADC 监测 | 输出快速放电 | 完整保护（UVLO/OVP/UVP/OCP/OTP/短路）| WQFN-40L 封装。

1. 产品概述与市场定位

在 USB PD 适配器、扩展坞（Docking Station）以及需要宽输入电压转换的系统中，设计者常常需要从 4.5V-36V 的输入产生 3V-36V 的可调输出，并具备功率路径管理和智能控制功能。CXSB6635G 作为一款 4 开关升降压控制器，能够自动在 Buck、Boost 和 Buck-Boost 模式间切换，确保输出电压在任何输入条件下稳定。其 外部 FB 引脚 允许使用简单的电阻分压设定输出电压，无需 I2C 也可工作。芯片内置 电荷泵 驱动外部 N-MOSFET，用于控制 USB-C 和 USB-A 端口的 VBUS 路径，支持 1C1A 双端口输出，在 5V 输出时可直接提供 5V 栅极驱动，简化设计。其 I2C 接口 提供了丰富的可编程功能：开关频率可在 250kHz 至 1MHz 范围内调节，以优化效率和尺寸；恒流（CC）输出可通过 9 位寄存器精确设置，适用于电池充电等应用；功率路径的使能和故障保护行为也可通过寄存器配置。芯片还集成了 ADC 用于监测输入/输出电压、电流和外部温度（通过 NTC），并通过 ALERT 引脚 向主机报告故障事件。CXSB6635G 采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，是高性能、高集成度电源系统的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 外部 FB 电阻设定输出电压：通过 RFB1 和 RFB2 分压，VFB=1V，输出范围 3V-36V。
• AnyCurrent™ 恒流（CC）调节：9 位 DAC，通过输出电流检测电阻 R30 设定，步进 24mA/step（GAIN_OCS=10x，R30=10mΩ）。
• 可编程开关频率：通过 I2C 寄存器 0x0D[2:0] 设定，范围 250kHz 至 1MHz（步进 250kHz）。
• 功率路径控制：内置电荷泵驱动外部 N-MOSFET（QC1/QC2/QA1/QA2），支持 N-MOS 或 P-MOS（通过寄存器选择），并支持故障时自动关断或保持。
• 嵌入式第二级 OCP（OCP4）：利用 ADC 计算的输入输出电流差值实现额外保护，增强安全性。
• ADC 监测与报告：11 位 ADC 可监测输入/输出电压、输入/输出电流、VBUSC 电压和 TSEN 温度（0-2V，1mV 分辨率）。
• 状态变化检测与 ALERT：推挽输出 ALERT 引脚，可向主机报告 UVLO、OVP、UVP、OCP、OTP、Timer1 和 Watchdog 等事件。
• 扩频调制：通过寄存器 0x11[7] 使能 ±8% 频率抖动，改善 EMI。
• 预偏置输出启动：支持输出电容预充电时平滑启动，避免负压损坏负载。

3. 引脚配置与功能描述

CXSB6635G 采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，主要引脚包括：VIN（功率输入）、PSINN（输入电流检测负端）、CSINP/CSINN（输入电流检测差分）、VOUT（输出）、PSOUTN（输出电流检测负端）、CSOUTP/CSOUTN（输出电流检测差分）、EN（使能）、BOOT1/BOOT2（高侧驱动自举）、HDRV1/HDRV2（高侧栅极驱动）、SW1/SW2（开关节点）、LDRV1/LDRV2（低侧栅极驱动）、VDD（内部 LDO 输出）、VDDP（栅极驱动电源）、COMPV/COMPI（补偿）、SS（软启动）、FB（反馈）、PGOOD（电源良好）、ALERT（中断输出）、TSEN（温度检测）、SCL/SDA（I2C 接口）、ADDRESS（I2C 地址选择）、VBUSC/VBUSA（USB-C/A VBUS 检测）、GPC/GPA（功率路径栅极驱动输出）。详细引脚分布请参考数据手册。

图1. 引脚封装图（WQFN-40L 5×5mm）

4. 典型应用电路

CXSB6635G 的典型应用电路包含输入/输出电流检测电阻（10mΩ）、功率电感（4.7μH）、外置 N-MOSFET（Q1-Q4，40V 耐压）、输入/输出电容（电解+陶瓷）、自举电容、补偿网络、VDD/VDDP 旁路电容、可选的 RC 吸收网络，以及 USB-C 和 USB-A 功率路径 N-MOSFET（QC1/QC2/QA1/QA2）及其栅极驱动电阻。输出电压通过 RFB1/RFB2 分压设定，I2C 用于配置频率、CC 和功率路径。

图2. 典型应用电路（CXSB6635G）

5. 极限参数与电气特性

符号	参数	最大值	单位
VIN, PSINN, CSINP, CSINN, VOUT, PSOUTN, CSOUTP, CSOUTN	对 GND 电压	40	V
EN, DIS, VBUSC, VBUSA	对 GND 电压	40	V
GPC, GPA	对 GND 电压	50	V
BOOT1/BOOT2 对 SW1/SW2（DC）	—	6	V
BOOT1/BOOT2 对 SW1/SW2（<100ns）	—	-5 至 7.5	V
SW1/SW2 对 GND（DC）	—	40	V
SW1/SW2 对 GND（<100ns）	—	-5 至 45	V
LDRV1/LDRV2 对 GND（DC）	—	6	V
LDRV1/LDRV2 对 GND（<100ns）	—	-2.5 至 7.5	V
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	4.5	36	V
VOUT 输出电压	3	36	V
VDDP 供电电压	4.5	5.5	V
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	—	4.5-36	V
VOUT 工作范围	—	3-36	V
UVLO 阈值（VIN 上升）	—	3	V
VDD 输出电压	IVDD=0-60mA	5	V
VDD 短路电流	—	120	mA
EN 高电平阈值	—	1.35	V
EN 低电平阈值	—	0.85	V
正常模式工作电流	PSM 不开关	35	mA
关断电流	EN=低	15	μA
开关频率（可编程）	—	250k-1M	Hz
软启动充电电流	—	6	μA
FB 参考电压	—	1	V
CC 调节精度（输出）	VREF_CC_OUT 设定，GAIN_OCS=10x	±1	mV
CC 调节精度（输入）	VREF_CC_IN 设定，GAIN_ICS=10x	±3	mV
放电电阻（DIS 引脚）	—	6	Ω
GPC/GPA 最大电压	VOUT=20V	VVBUS + 2×VDD - 3	V
热关断阈值	—	150	°C
热关断滞回	—	20	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 4 开关升降压拓扑与峰值电流控制

CXSB6635G 采用 四开关同步升降压拓扑，由两个高侧 MOSFET（Q1/Q4）和两个低侧 MOSFET（Q2/Q3）构成全桥结构。通过峰值电流模式控制，自动识别输入与输出电压关系，在 Buck、Boost 和 Buck-Boost 模式间无缝切换，确保宽输入电压范围内输出稳定。其控制环路通过 COMPV 和 COMPI 引脚外部补偿，可针对不同输出电容和负载进行优化。

6.2 输出电压设置（外部 FB）

输出电压通过 FB 引脚外部分压电阻设定，FB 参考电压为 1V。计算公式：
VOUT = VFB × (1 + RFB1/RFB2)，其中 VFB = 1V。建议 RFB2 在 1kΩ 至 10kΩ 范围内，RFB1 根据所需输出电压计算。注意最小输出电压受限于最小导通时间（特别是在高输入电压或高频率下）。

6.3 可编程恒流（CC）输出

通过 I2C 寄存器 0x03/0x04（OUT_CC）设定输出恒流值，9 位分辨率。计算公式：
IOUT_CC = (OUT_CC[8:0] × 0.0024) / GAIN_OCS / R30
当 GAIN_OCS=10x，R30=10mΩ 时，范围 0.306A-12.114A，步进 24mA。最小设定需大于 0.3A。

6.4 功率路径控制（内置电荷泵）

芯片内置 电荷泵 为 GPC/GPA 引脚提供高于 VBUS 的驱动电压，用于驱动外部 N-MOSFET。寄存器 0x29 可独立使能/禁用 USB-C（GPC）和 USB-A（GPA）路径，并支持 N-MOS 或 P-MOS 类型选择。在 VOUT=5V 时，电荷泵可提供约 VBUS + 2×VDD - 3V 的栅极驱动电压，足以完全增强 N-MOSFET。故障发生时，可通过寄存器配置路径 MOSFET 自动关断或保持原状态。

6.5 模式选择：PSM 与 FCCM

• PSM（Power Saving Mode）：轻载时自动降低开关频率，减少损耗，提升轻载效率。通过寄存器 0x0D[7] 控制（0=PSM，默认）。
• FCCM（Forced CCM）：强制固定频率 PWM 工作模式，适合对纹波和 EMI 要求严格的场景。

6.6 软启动与预偏置输出启动

软启动时间通过 SS 引脚外接电容 CSS 设定，充电电流约 6μA。芯片支持输出电容预偏置电压下的平滑启动，避免负压过冲，保护负载。

6.7 保护机制

• UVLO：VIN、VDD、VDDP 低于阈值时关断。
• 输出 OVP/UVP：FB 电压超过 120%（OVP）或低于 70%（UVP）时触发保护（延迟可编程）。
• 输出 OCP（OCP1-OCP4）：四档过流保护，OCP1/2/3 基于输出电流检测，OCP4 基于输入输出电流差值（需 ADC 使能）。阈值和延迟可编程。
• 输入峰值/平均电流限制：逐周期限制输入电流，保护功率级。
• OTP：结温超过 150°C 时关断，冷却后自动重启（打嗝模式）。
• 引脚短路保护：防止相邻引脚短路导致损坏。
• Timer1 与 Watchdog：可编程超时，通过 ALERT 引脚通知主机。

6.8 电感与电容选型

• 电感 L：推荐 4.7μH，饱和电流 ≥ 峰值电流，低 DCR。Buck 模式最小电感 L_BUCK = ((VIN-VOUT) × VOUT) / (ΔIL × fSW × VIN)，Boost 模式 L_BOOST = (VIN × (VOUT-VIN)) / (ΔIL × fSW × VOUT)。
• 输入电容 CIN：推荐 10μF 陶瓷 + 100μF 电解（35V 耐压），靠近检测电阻 R29。
• 输出电容 COUT：推荐 10μF 陶瓷 + 100μF 电解（35V 耐压），靠近检测电阻 R30。
• 电流检测电阻：R29/R30 典型 10mΩ/1206/1W，建议使用 Kelvin 连接。

7. 基于 CXSB6635G 的 USB PD 扩展坞设计实例

设计目标：一款 USB PD 扩展坞，输入来自 USB-C 适配器（5V-20V），需为下游设备提供 5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A 的多档位输出，并支持 1C1A 双端口，同时具备功率路径管理和系统状态监测。

• 系统配置：选用 CXSB6635G，VIN=5V-20V（适配器），VOUT 通过 FB 电阻设定为 20V（最大），实际通过 I2C 调节 CC 和模式，但输出电压由 FB 固定（如需多档电压需配合外部开关分压或使用前级 DCDC）。本例中输出固定 20V，由 FB 设定，通过 CC 限制电流适配不同负载。
• 电感：4.7μH，饱和电流 ≥ 10A（如 AMPI1770ED4R7MT）。
• 输入电容：100μF/35V 电解 + 10μF/50V 陶瓷 × 4。
• 输出电容：100μF/35V 电解 + 10μF/50V 陶瓷 × 4。
• 外置 MOSFET：Q1-Q4 选用 40V/30A N-MOSFET（如 SM4037NHKP），功率路径 QC1/QC2/QA1/QA2 选用 40V N-MOSFET（如 SM3430NHQA）。
• 电流检测电阻：R29=R30=10mΩ/1206/1W。
• 输出电压设定：RFB2=1kΩ，RFB1 = (20V/1V -1) × 1kΩ = 19kΩ。
• I2C 配置：主控通过 I2C 设置开关频率 500kHz（0x0D[2:0]），CC 电流限制（如 5A），使能 USB-C 路径（0x29[1]=1），配置 PSM 模式。ADC 使能后持续监测输入输出电流。
• 功率路径：当 VOUT=20V 时，电荷泵输出约 20V + 2×5V - 3V = 27V，可完全驱动 N-MOSFET。
• 保护：OVP 设为 115%，UVP 设为 70%，OCP1=6.5A，OCP2=8A，OCP3 作为后备。ALERT 引脚连接主机中断，用于报告故障。
• 启动：EN 置高后，软启动约 2ms（CSS 取值），输出平滑上升。

8. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：输入侧（Q1/Q2/CIN/R29）和输出侧（Q3/Q4/COUT/R30）的功率回路应尽量短，走线宽而短。
• 电流检测 Kelvin 连接：R29 和 R30 采用差分 Kelvin 走线，CSINP/CSINN 和 CSOUTP/CSOUTN 直接从电阻两端引出。
• 开关节点面积最小化：SW1 和 SW2 为高频开关节点，铜皮面积尽量小以减少 EMI。
• 栅极驱动走线：HDRVx 和 LDRVx 走线应短而宽（30mil），减小驱动回路电感。
• 自举电容靠近芯片：CBOOT1/CBOOT2 靠近 BOOTx 和 SWx 引脚。
• 功率路径驱动走线：GPC/GPA 走线适当加宽，确保快速开关 N-MOSFET。
• 补偿和反馈网络就近放置：COMPV/COMPI 网络和 FB 分压电阻周围避开噪声源。
• VDD/VDDP 旁路：4.7μF 陶瓷电容靠近 VDD 和 VDDP 引脚。
• 地线分割：AGND 和 GND（功率地）分离，在芯片下方单点连接。
• 散热：WQFN-40L 底部 Exposed Pad 焊接至大面积地平面，加过孔辅助散热。θJA 为 27.5°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗约 3.63W。

9. 订购信息与技术支持

CXSB6635G 采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，无铅、RoHS 合规。I2C 地址可通过 ADDRESS 引脚选择（0x2C 或 0x2D）。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。