核心优势： 4/3/2/1 相可配置 | G-NAVP™ 拓扑（自适应频率，全负载高效）| CCRCOT 技术（超低输出纹波）| PWM-VID 动态调压（1.8V 接口，三态控制）| 外部基准输入 | 总和电流检测（3 引脚检测总电流）| NTC 热补偿 | 可编程负载线（Droop）| 逐相电流限制 + 总和过流报警 | 完整保护（OVP/UVP/OCP/OTP）| WQFN-40L 5×5mm 封装。

1. 产品概述与市场定位

在高端图形处理器（GPU）核心供电领域，OVR4+ 规范对核心电压的精度、动态响应和效率提出了极为严苛的要求。CXSB6641A 作为一款 多相同步降压控制器，通过 4/3/2/1 相灵活配置，能够为 GPU 核心提供高达数百安培的电流能力，同时保持卓越的电压调节精度和瞬态响应。其 G-NAVP™ 拓扑 是 Richtek 专有的自适应电压定位技术，利用误差放大器的有限直流增益结合电流模式控制，使开关频率随 VID、负载和输入电压自适应变化，从而在全负载范围内优化效率，即使在连续导通模式（CCM）下也能显著提升轻载效率。配合 CCRCOT 技术，在整个输入/输出范围内实现了极低的输出电压纹波，确保 GPU 等敏感负载的稳定工作。芯片的 PWM-VID 接口 允许主控通过脉宽调制信号动态调整输出电压，支持 BOOT 模式、待机模式和正常模式三种工作状态，满足 GPU 在不同性能状态下的电压需求。CXSB6641A 采用 总和电流检测 拓扑，仅需三个引脚即可检测总电感电流，大幅减少引脚数量，配合 NTC 热补偿网络确保负载线（Droop）和电流限制的精度。采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，是 OVR4+ 规范 GPU 核心供电的领先解决方案。

2. 主要特点与技术亮点

• G-NAVP™ 拓扑：Richtek 专有技术，基于有限增益峰值电流模式与 CCRCOT，频率随 VID、负载和输入电压变化，在 CCM 下也能优化效率。
• CCRCOT（恒流纹波 COT）：在整个输入/输出范围内提供优异的输出电压纹波性能。
• PWM-VID 动态电压控制：通过 PWM 信号占空比调节输出电压，支持 BOOT、待机和正常三种模式。
• 总和电流检测架构：仅需 CSPSUM、CSNSUM 和 CSOUT 三个引脚即可检测总电感电流，大幅减少引脚数量，简化 PCB 布局。
• NTC 热补偿网络：补偿电感 DCR 的正温度系数，确保负载线和电流限制在全温度范围内保持精度。
• 可编程负载线（Droop）：通过 0LL 引脚禁用或使能负载线功能，灵活适配不同系统要求。
• 逐相电流限制：谷值电流检测算法，每相独立限流，防止过流损坏。
• 总和过流报警（SUM_OC_ALERT）：开漏输出，当总电流超过设定阈值时报警。
• 外部/内部软启动可选：通过 SS 引脚外接电容设定软启动时间，或使用内部默认软启动。
• 远程差分电压检测：VSEN 和 RGND 引脚直接检测负载端电压，补偿 PCB 走线压降。

3. 引脚配置与功能描述

CXSB6641A 采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，主要引脚包括：REFIN（外部基准输入）、VREF（2V 参考输出）、SS（软启动设定）、PER_PH_OC（逐相电流限制设定）、SUM_OC_ALERT（总和过流报警，开漏输出）、PWM[4:1]（PWM 输出）、DRON（双向栅极驱动器使能）、ISEN[4:1]（相电流检测输入/相数配置）、CSNSUM（总和电流检测负端）、CSPSUM（总和电流检测正端）、CSOUT（总和电流检测输出）、SUM_OC（总和过流阈值设定）、0LL（零负载线使能）、TON（频率设定）、FB（反馈）、COMP（补偿）、VSEN（远程正检测）、RGND（远程地检测）、VCC（5V 偏置电源）、EN（使能）、PSI（功率状态设置）、PGOOD（电源良好）、PWMDID（PWM-VID 输入）、VREFADJ（基准调整输出）、GND（地及 Exposed Pad）。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

CXSB6641A 的典型应用电路包含输入电容 CIN、功率电感 L1-L4、输出电容 COUT、外置 DrMOS 或 MOSFET 驱动级（如 RT9610C）、DCR 检测网络（Rx/Cx/RS）、总和电流检测网络（RSUM）、PWM-VID 外部电阻分压网络（RREF1/RREF2/RBOOT/RREFADJ）、NTC 热补偿网络、频率设定电阻 RTON、逐相限流设定电阻 RPER_PH_OC 以及总和过流设定电阻 RSUM_OC。电路支持 4 相、3 相、2 相或 1 相工作，通过 ISENx 引脚上拉配置相数。

图2. 典型应用电路（CXSB6641A）

5. 极限参数与电气特性

符号	参数	最大值	单位
TON	对 GND 电压	30	V
VCC	对 GND 电压	6	V
RGND	对 GND 电压	±0.7	V
其他引脚	对 GND 电压	6	V
PD（WQFN-40L）	功耗（TA=25°C）	2.778	W
θJA	热阻	36	°C/W
θJC	结壳热阻	6	°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	7	24	V
VCC 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
VCC 工作范围	—	4.5-5.5	V
VCC 工作电流	1 相 DEM，不开关	5	mA
VCC 关断电流	EN=0	10	μA
VCC POR 上升阈值	—	4.1	V
VCC UVLO 下降阈值	—	3.8	V
EN 上升阈值	—	1.2	V
EN 下降阈值	—	0.55	V
PSI 高电平（4 相 CCM）	—	1.6-5.5	V
PSI 中电平（1 相 CCM）	—	0.8-1.2	V
PSI 低电平（1 相 DEM）	—	0-0.4	V
VREF 输出电压	—	2	V
PWM-VID 逻辑高（1.8V GPIO）	—	1.2	V
PWM-VID 逻辑低	—	0.6	V
误差放大器 DC 增益	RLOAD=47kΩ	80	dB
误差放大器增益带宽	CLOAD=5pF	5	MHz
误差放大器压摆率	CLOAD=10pF	5	V/μs
误差放大器输出电压范围	RLOAD=47kΩ	0.5-3.6	V
误差放大器源/灌电流	VCOMP=2V	5	mA
绝对 OVP 阈值（VREFIN ≤ 1.33V）	—	2	V
相对 OVP 阈值（VREFIN > 1.33V）	—	150	%
UVP 阈值	—	40	%
OVP 滤波时间	—	5	μs
UVP 滤波时间	—	3	μs
热关断阈值	—	150	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 G-NAVP™ 拓扑与 CCRCOT 技术

CXSB6641A 采用 Richtek 专有的 G-NAVP™（Green Native Adaptive Voltage Positioning） 拓扑，基于有限增益峰值电流模式控制，结合 CCRCOT（Constant Current Ripple COT） 技术。开关频率随 VID、负载和输入电压自适应变化，在全负载范围内（包括 CCM 模式）优化效率。CCRCOT 技术确保电感电流纹波在整个输入/输出范围内保持恒定，提供优异的输出电压纹波性能。

6.2 PWM-VID 动态电压调节

芯片通过 PWMDID 引脚接收 PWM 信号，经外部电阻网络（RREF1/RREF2/RBOOT/RREFADJ）在 REFIN 引脚产生可调基准电压，输出电压跟随 REFIN 变化。PWMDID 信号为三态逻辑（高、低、浮空），对应三种工作模式：

• BOOT 模式：PWMDID 浮空，Q1 关断，REFIN 由电阻分压设定为 VBOOT（典型启动电压）。
• 待机模式：PWMDID 浮空，Q1 导通，REFIN 由 RSTANDBY 设定为低电压。
• 正常模式：PWMDID 由 PWM 信号驱动，Q1 关断，REFIN 在 Vmin 至 Vmax 范围内可调。

6.3 相数配置与工作模式

通过 ISENx 引脚 上拉电阻可配置相数：ISEN2 上拉至 VCC 则禁用 Phase2 及以上（1 相），ISEN3 上拉则禁用 Phase3 及以上（2 相），ISEN4 上拉则禁用 Phase4（3 相），全部下拉则为 4 相。通过 PSI 引脚 电压可设置三种工作模式：

• 1 相 DEM（PSI < 0.4V）：单相二极管仿真，轻载高效。
• 1 相 CCM（PSI 0.8V-1.2V）：单相强制连续模式，固定频率。
• 4 相 CCM（PSI 1.6V-5.5V）：全相强制连续模式，适合重载。

6.4 总和电流检测架构

CXSB6641A 采用 总和电流检测 拓扑，通过 CSPSUM、CSNSUM 和 CSOUT 三个引脚检测总电感电流。DCR 检测网络的电压通过加法器求和，得到与总负载电流成比例的 VSUM 信号。设计步骤：

• 匹配 RC 时间常数：LX/DCR = (RX × RS / (RX + RS)) × CX
• 求和电阻比例：RSUM / (RX + RS) = 4（为加法器留相位裕度）
• 确保 VSUM < 450mV（最大检测电压限制）

6.5 NTC 热补偿网络

电感 DCR 具有正温度系数（约 0.393%/°C），为保证负载线和电流限制在全温度范围内的精度，需要在 CSPSUM 和 CSOUT 之间接入 NTC 热补偿网络（RSUM_S1、RSUM_S2、RSUM_P）。通过三个温度点（TL、TR、TH）的方程求解三个电阻值，使等效电阻 RSUM_EQ(T) 随温度变化补偿 DCR 的变化。

6.6 逐相电流限制与总和过流报警

• 逐相电流限制：通过 PER_PH_OC 引脚外接电阻 RPER_PH_OC 设定，VPER_PH_OC = IL_VALLEY × RDS_ON × (RPER_PH_OC × 10μA + 40mV) / (RPER_PH_OC × 10μA)。若 RPER_PH_OC 悬空，内部默认阈值 300mV。
• 总和过流报警：通过 SUM_OC 引脚外接电阻 RSUM_OC 至 CSOUT 设定阈值。当 VSUM 超过设定值时，SUM_OC_ALERT 开漏输出拉高，提供过载预警。

6.7 负载线（Droop）与环路补偿

负载线设置：RLL = (RSUM / (RX + RS)) × DCR × (R1 / R2)。通过 0LL 引脚拉高可禁用负载线功能。

环路补偿：采用 I 型补偿器（单极点+单零点）。补偿极点频率 fp = 1 / (2π × RC × C)（RC 为输出电容 ESR），C2 = RC × C / R2。补偿零点置于开关频率的一半：C1 = 1 / (π × R1 × fSW)。

6.8 保护机制

• 过压保护（OVP）：VREFIN ≤ 1.33V 时阈值为 2V（绝对），>1.33V 时为 1.5×VREFIN（相对）。触发后高侧 MOSFET 关断，低侧 MOSFET 导通，锁存需 POR 复位。
• 欠压保护（UVP）：VSEN 低于设定值的 40% 时触发，高侧和低侧 MOSFET 均关断，锁存需 POR 复位。
• 逐相电流限制：谷值电流检测，超过阈值则禁止新的 PWM 周期。
• 总和过流报警：非锁存，提供过载预警信号。
• 过温保护（OTP）：结温超过 150°C 时关断，冷却后自动恢复。

6.9 元件选型指导

• 频率设定电阻 RTON：TON = (RTON × 4.73p × 1.2) / (VIN - VREFIN)（VREFIN < 1.2V）或 TON = (RTON × 4.73p × VREFIN) / (VIN - VREFIN)（VREFIN ≥ 1.2V）。推荐频率范围 150kHz-1.5MHz。
• 电感 L：DCR 需大于 0.3mΩ（保证检测精度），饱和电流需满足峰值电流需求。
• DCR 检测网络：Rx × Cx = L / DCR，RS 为检测电阻，RSUM / (RX + RS) = 4。
• NTC 热补偿：选择合适 β 值的 NTC，通过三温度点方程求解 RSUM_S1、RSUM_S2、RSUM_P。
• 输出电容 COUT：需满足纹波和瞬态要求，推荐使用低 ESR 的陶瓷电容或聚合物电容。

7. 基于 CXSB6641A 的 GPU 核心供电设计实例

设计目标：一款 OVR4+ 规范的高端显卡 GPU 核心供电，输入 12V，输出 0.8V-1.2V（动态可调）/200A，支持 PWM-VID 动态调压，4 相工作，轻载时进入 1 相 DEM 模式以提高效率，负载线（Droop）设为 1mΩ。

• 系统配置：选用 CXSB6641A，VIN=12V，VOUT 动态范围 0.8V-1.2V（通过 PWM-VID 设定），IOUT_MAX=200A（4 相每相 50A）。
• 功率级：每相采用 DrMOS（如 60A 级），PWM 信号经驱动级控制。
• 电感：每相 0.15μH，DCR≈0.4mΩ。
• 输入电容：100μF 陶瓷 + 470μF 电解，靠近 DrMOS。
• 输出电容：陶瓷 22μF × 40 颗 + 聚合物电容 330μF/2.5V × 8。
• 相数配置：ISEN2、ISEN3、ISEN4 悬空（默认 4 相）。
• PWM-VID 电路：按数据手册计算 RREF1/RREF2/RBOOT/RREFADJ，使 REFIN 范围为 0.4V-0.6V（对应 VOUT 0.8V-1.2V）。
• PSI 控制：由主控根据负载电流设置，轻载时切换至 1 相 DEM。
• DCR 检测网络：Rx × Cx = 0.15μH / 0.4mΩ = 375μs，取 Rx=2.2kΩ，Cx=0.17μF（选 0.15μF 或 0.22μF），RS 计算使 RSUM/(RX+RS)=4。
• NTC 热补偿：选用 β=3435 的 NTC（10kΩ@25°C），在 TL=25°C、TR=60°C、TH=100°C 三个温度点求解 RSUM_S1、RSUM_S2、RSUM_P。
• 负载线：RLL=1mΩ，通过 R1/R2 分压设定，0LL 引脚接地使能。
• 逐相限流：设每相谷值限流为 60A，计算 RPER_PH_OC（约 30kΩ）。
• 总和过流报警：设总过流阈值 220A，计算 RSUM_OC。
• 频率设定：RTON 根据目标频率 300kHz 计算，约 68kΩ。

8. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：输入电容、DrMOS、电感、输出电容形成的回路应尽量短，走线宽而短。
• 电流检测走线（Kelvin）：CSPSUM 和 CSNSUM 走线应采用差分 Kelvin 连接，从 DCR 检测网络直接引出，避免大电流路径干扰。
• 总和电流检测布局：RSUM 和 NTC 网络应靠近芯片放置，CSOUT、CSPSUM、CSNSUM 走线远离开关节点。
• 远程检测走线：VSEN 和 RGND 走线应采用差分对，并避开噪声源，建议在控制器侧放置 RLocal（10Ω-100Ω）防止远端开路。
• 高频开关节点远离敏感信号：PWM 输出走线应远离 COMP、FB、CSPSUM、CSNSUM、CSOUT 等模拟信号。
• 地线分割：PGND 和 AGND 分开，在 Exposed Pad 处单点连接。
• 散热设计：Exposed Pad 焊接至大面积地平面，加过孔辅助散热。θJA 为 36°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗 2.778W（按 TJ=125°C 计算）。
• DCR 检测布局：Rx/Cx 网络应靠近电感放置，检测走线从电感两端直接引出。

9. 订购信息与技术支持

CXSB6641A 采用 WQFN-40L 5×5mm 封装，无铅、RoHS 合规。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。