CXSD61120 超低静态电流同步降压转换器
60nA静态电流 | 16档可编程输出 | STOP/FAULT | 最高1.5A输出

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61120 | 封装：XWL-CSP-6B 0.96×1.245 / WDFN-8JAL 2×1.5（FC）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61120 是一款超低静态电流的同步降压DC/DC转换器，典型静态电流仅 60nA，关断电流低至 25nA，是电池供电和手持设备的理想选择。芯片支持 1.8V 至 5.5V 的宽输入电压，通过RSEL引脚外接一颗电阻即可在 16档可编程输出电压 中选择（覆盖0.5V至4V），无需复杂的反馈分压网络，简化设计并减少元件数量。负载电流能力最高 1.5A（根据型号可选0.75A/1.2A/1.5A），满足多种应用需求。

CXSD61120 采用 基于纹波的恒定导通时间（RBCOT） 控制架构，提供快速的负载和线性瞬态响应，优化了宽负载和输出电容范围内的性能。轻载时自动进入 脉冲频率调制（PFM） 模式，在1μA负载下效率高达80%，显著延长电池寿命。芯片还提供 STOP 引脚（WDFN封装）可临时停止开关以减少噪声，以及 FAULT 开漏输出用于故障指示。内置 输出放电、过流保护（OCP）、过温保护（OTP） 和 欠压锁定（UVLO），并支持 自动旁路模式（120nA静态电流），确保系统安全可靠。CXSD61120 提供超小型 XWL-CSP-6B 0.96×1.245mm 和 WDFN-8JAL 2×1.5mm（FC） 两种封装，是智能手表、资产追踪器、可穿戴设备、物联网传感器等超低功耗应用的理想电源解决方案。

1. 产品概述与市场定位

在智能穿戴设备、资产追踪器、物联网传感器、智能电表等电池供电产品中，极低的待机功耗和小型化设计是核心诉求。CXSD61120 作为一款 超低功耗同步降压转换器，其核心价值在于 极低的自身功耗、灵活的电压配置和超小封装。60nA的典型静态电流和25nA的关断电流使得器件在待机或休眠模式下几乎不消耗电池能量，显著延长设备续航时间。宽输入电压范围（1.8V-5.5V）完美适配单节锂离子/锂聚合物电池、纽扣电池以及USB电源，可为MCU、传感器、蓝牙模块、显示屏等提供稳定的供电。

芯片通过 RSEL 引脚外接单颗电阻即可在 16种预设输出电压 中选择（覆盖0.5V至4V），无需外部反馈电阻分压，不仅减少了元件数量，还降低了PCB面积和设计复杂度。RBCOT控制架构保证了快速的瞬态响应，支持低ESR陶瓷输出电容。PFM模式在轻载时通过降低开关频率显著提高效率（1μA负载下效率达80%），而STOP引脚可强制暂停开关，提供无噪声的电源轨，适合对噪声敏感的应用。FAULT引脚则实时报告故障状态，便于系统管理。CXSD61120 提供两种超小封装：XWL-CSP-6B 0.96×1.245mm 和 WDFN-8JAL 2×1.5mm（FC），整体解决方案面积极小，是空间受限应用的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 16档可编程输出电压：通过RSEL引脚外接电阻（E96系列1%精度），可从16种预设电压中选择，覆盖0.5V至4V（多组范围可选），无需外部反馈分压电阻，简化设计并减少BOM。
• 超低静态电流（60nA）：在轻载或待机模式下，芯片自身消耗极低，配合PFM省电模式，可显著提升电池供电设备的续航时间。关断电流仅25nA。
• RBCOT控制架构：内部补偿，无需外部补偿网络，支持低ESR陶瓷输出电容，提供快速瞬态响应，适合负载突变应用。
• PFM与自动旁路模式：轻载时自动进入PFM模式，降低开关频率减少损耗；当输入电压接近输出电压时，自动进入旁路模式（Bypass），静态电流仅120nA，进一步降低功耗。
• STOP功能（WDFN封装）：通过STOP引脚可临时强制停止开关，提供无噪声的电源轨，适合对噪声敏感的应用（如射频电路）。停止期间消耗约20μA。
• FAULT指示（WDFN封装）：开漏输出引脚，在OCP、SCP、OTP或UVLO事件发生时拉低，便于系统监控故障状态。
• 输出放电功能：关断时内部放电电阻快速泄放输出电容残余电压，确保系统安全。
• 完善保护：逐周期峰值/谷值限流（可编程1.2A/2.04A/2.4A档）、输入欠压锁定（UVLO）、过温保护（OTP，160°C关断，130°C恢复）。
• 超小封装选择：XWL-CSP-6B 0.96×1.245mm（0.4mm pitch）和WDFN-8JAL 2×1.5mm（FC），适合空间极度受限的穿戴式设备和IoT模块。

3. 输出电压选择（16档可编程）

CXSD61120 通过 RSEL 引脚外接电阻（R_SET）选择输出电压，提供多组输出范围（Output-1至Output-5），每组包含16个档位。以下为典型输出组合示例（以Output-2档位为例，覆盖0.8V至1.55V，步长50mV）：

其他输出范围（0.5-4V，1.8-3.3V等）的详细电阻值请参考数据手册。RSEL电阻需使用E96系列1%精度，温度系数≤±200ppm/°C。

4. 典型应用电路

CXSD61120 的典型应用电路极为简单：输入电容（4.7μF）、输出电容（10μF）、功率电感（1μH）以及RSEL电阻。EN引脚控制使能，VOUT引脚直接连接负载。WDFN封装版本还提供STOP或FAULT功能引脚。电路原理图如下所示，具体元件参数可参考数据手册推荐表。

图1. CXSD61120 典型应用电路（超低静态电流同步降压转换器）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

6. 工作原理与设计指导

6.1 RBCOT控制与内部补偿

CXSD61120 采用 基于纹波的恒定导通时间（RBCOT） 控制。该架构通过内部生成的纹波信号与反馈电压比较，触发导通时间单稳态，实现快速瞬态响应。内部补偿使得输出电容可选用低ESR的陶瓷电容，简化了设计并降低了BOM成本。

6.2 输出电压选择（RSEL引脚）

RSEL 引脚在启动时检测外接电阻值以确定输出电压档位（16选1）。电阻值需使用E96系列1%精度，温度系数≤±200ppm/°C，范围0.01kΩ~267kΩ。具体对应关系见数据手册表格。检测完成后，RSEL引脚不再消耗额外电流。

6.3 PFM模式与自动旁路

在轻载时，芯片自动进入PFM模式，降低开关频率甚至跳过脉冲，减少开关损耗，提高轻载效率（1μA负载下效率高达80%）。当输入电压接近输出电压时，芯片自动进入旁路模式（Bypass），高侧MOSFET持续导通，静态电流仅120nA，进一步降低功耗。

6.4 STOP与FAULT功能（WDFN封装）

STOP引脚（Option 1）可强制暂停开关：拉高时在当前开关周期结束后停止开关，提供无噪声的电源轨（适合射频等噪声敏感应用）；拉低时立即恢复开关，无启动延迟。FAULT引脚（Option 2）为开漏输出，在OCP、SCP、OTP或UVLO事件发生时拉低，便于系统监控。

6.5 保护功能

• 输入欠压锁定（UVLO）：VIN低于约1.68V时关断，高于1.73V时重新启动。
• 逐周期过流保护：高侧峰值和低侧谷值限流（可选1.2A/2.04A/2.4A档），防止短路或过载损坏。
• 过温保护（OTP）：结温超过160°C时关断，降至130°C后自动恢复。
• 输出放电：关断时内部放电电阻快速泄放输出电容电压。

7. 基于 CXSD61120 的资产追踪器 1.8V/0.6A 电源设计

设计目标：为资产追踪器主控芯片提供1.8V供电，最大负载电流600mA，输入来自3.7V锂聚合物电池（2.8V-4.2V），要求超低待机功耗和极小占板面积，并需故障指示功能。

• 系统配置：选用 CXSD61120（WDFN-8JAL封装，FAULT版本），输入电容4.7μF（0402），输出电容10μF（0402），电感1μH（0806）。RSEL电阻根据输出电压选择表选取（Output-2档位，1.8V对应RSEL≈28.7kΩ）。EN由系统PMIC控制，FAULT引脚上拉至VIN，接MCU中断。
• 功耗与热设计：在3.7V输入、1.8V/0.6A输出时，典型效率约90%。功耗 P_D ≈ (1-η) × P_out = 0.1 × 1.08 = 0.108W。WDFN封装在85°C环境下的允许功耗 (125-85)/123.73 ≈ 0.32W，热裕量充足。
• 待机功耗：当系统进入休眠时，负载电流降至几μA，芯片自动进入PFM模式，静态电流仅60nA，极大延长待机时间。
• FAULT应用：若输出发生过流或过温，FAULT引脚拉低，MCU可及时响应并执行保护动作。

8. PCB 布局建议

• 输入/输出电容就近放置：VIN和VOUT的陶瓷电容应靠近芯片引脚，以降低寄生电感，提供良好的去耦效果。
• 功率回路最小化：VIN → 高侧MOSFET → 电感 → 输出电容 → GND 路径应尽可能短而宽，降低阻抗。
• LX节点面积控制：SW（LX）节点存在高频电压摆幅，应保持小面积以减少EMI辐射。
• RSEL电阻走线：RSEL电阻应靠近引脚，走线短且远离高频噪声源，以保证电阻检测精度。
• STOP/FAULT走线：控制信号和输出走线应短且远离LX节点。
• 散热焊盘：WDFN封装底部有散热焊盘，需焊接至PCB地平面并添加过孔；CSP封装主要通过球栅和PCB铜箔散热，建议在芯片下方铺地铜并增加过孔帮助散热。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61120 提供 XWL-CSP-6B 0.96×1.245mm（BSC） 和 WDFN-8JAL 2×1.5mm（FC） 两种超小封装，无铅、RoHS合规。输出电压档位、限流值和STOP/FAULT功能可根据型号定制，详情请咨询嘉泰姆电子销售。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。