CXSD61128A/B 2A同步降压转换器 | 2.5V-6V | ACOT | 1.2MHz | PGOOD - 嘉泰姆电子

CXSD61128A/B 2A同步降压转换器 | 2.5V-6V | ACOT | 1.2MHz | PGOOD - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61128A
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:开关稳压器降压 (Buck) 转换器
产品状态:量产
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产品简介

CXSD61128A/CXSD61128B 是一款2A同步降压转换器,输入电压2.5V-6V,集成100mΩ高侧和70mΩ低侧MOSFET,采用ACOT控制,固定1.2MHz频率,参考电压0.6V±1%,内置软启动、PGOOD指示、过流/欠压/过温保护,支持轻载省电(A版)或强制PWM(B版),提供TSOT-23-5/6和WDFN-6L封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)2.5V~5.5V
输出电压 (VOUT)0.6V~5.5V
输出电流 (IOUT)2A
工作频率1200kHz
转换效率95%
封装类型TSOT-25;TSOT-26;WDFN2x2-6
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodResistor
Switching frequency2700kHz~3000kHz
Protection过流/过压/过温
Features100% Duty Cycle;ACOT Control;COT Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;Fast Transient Response;OCP;OTP;OVP;PSM;Power Good;SCP;Stable with Ceramic Capacitor;UVP
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)100
Ron LS (typ) (mOhm)70
Iq (typ) (mA)0.023
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)2.3
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61128A/B 2A同步降压转换器
2.5V-6V输入 | ACOT控制 | 1.2MHz固定频率 | PGOOD

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61128A / CXSD61128B | 封装:TSOT-23-5 / TSOT-23-6 / WDFN-6L 2x2

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61128A/CXSD61128B 是一款简单易用、2A同步降压DC/DC转换器,输入电压范围 2.5V 至 6V。芯片内部集成了低阻抗功率MOSFET(高侧100mΩ,低侧70mΩ),无需外部肖特基二极管,实现了高达 95% 的转换效率。采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,提供超快瞬态响应,在宽输入电压、负载和输出电压范围内保持近似恒定的开关频率(1.2MHz)。

CXSD61128A 在轻载时自动进入 省电模式(PSM),通过跳脉冲降低开关频率,维持高效率;CXSD61128B 则采用 强制PWM 工作模式,全负载范围内保持固定频率,适合对输出电压精度和EMI有严格要求的应用,同时提供 负过流保护。输出电压可在 0.6V 至 VIN 范围内调节(通过外部电阻分压),参考电压精度 ±1%。芯片内置 软启动(典型1.5ms)、逐周期过流保护(高侧峰值和低侧谷值限流)、输入欠压锁定输出欠压保护(打嗝模式)过压保护(锁存)过温保护(150°C关断)。该器件提供 TSOT-23-5TSOT-23-6(带PGOOD引脚)和 WDFN-6L 2x2mm(带散热焊盘)三种封装,是手机、手持设备、机顶盒、xDSL平台以及通用负载点电源的理想选择。

核心优势: 2A连续输出 | 2.5V-6V宽输入 | 集成100mΩ/70mΩ MOSFET | ACOT控制 | 1.2MHz固定频率 | 25μA低静态电流 | PGOOD指示 | 轻载省电(A版)或强制PWM(B版) | 过流/欠压/过压/过温保护 | 多种封装可选。

1. 产品概述与市场定位

在移动设备、机顶盒、宽带通信以及固态存储等应用中,负载点电源需要兼顾高效率、小尺寸和快速瞬态响应。CXSD61128A/B 作为一款 ACOT控制同步降压转换器,其核心价值在于 高集成度、低静态电流和出色的动态性能。宽输入电压范围(2.5V-6V)使其能够兼容单节锂离子电池、USB电源以及3.3V/5V系统总线,可轻松生成1.0V、1.2V、1.8V、3.3V等低压轨,为MCU、FPGA、传感器、Wi-Fi模块等核心负载供电。

芯片的 ACOT(Advanced Constant On-Time) 控制技术,通过内部虚拟电感电流斜坡取代了传统COT所需的输出电容ESR纹波,使得芯片能够稳定工作于低ESR的陶瓷输出电容,无需外部补偿网络。固定1.2MHz的开关频率允许使用小型电感和陶瓷电容,降低了占板面积和BOM成本。内置的 打嗝模式欠压保护 在输出短路时有效降低功耗和温升,提高系统可靠性。PGOOD引脚为系统提供了实时的电压状态指示,便于时序管理。CXSD61128A/B 提供 TSOT-23-5、TSOT-23-6 和 WDFN-6L 三种封装,热阻低(EVB板约54-92°C/W),是高性能、高性价比电源转换的优选方案。

2. 主要特点与技术亮点

2A 输出电流连续输出能力,满足中等功率负载
宽输入电压2.5V 至 6V
集成低RON MOSFET高侧100mΩ,低侧70mΩ
ACOT控制快速瞬态响应,内部补偿
固定1.2MHz频率小型滤波器,低纹波
低静态电流25μA(A版PSM模式),关断<2μA
轻载模式选择A版PSM省电,B版强制PWM
保护特性过流、欠压、过压、过温、UVLO、负过流(B版)
  • ACOT控制架构:无需外部补偿网络,在全陶瓷电容方案下保持稳定;提供超快瞬态响应,适合负载突变应用。
  • 固定1.2MHz开关频率:允许使用小型电感和陶瓷电容,降低输出纹波,简化EMI设计。
  • 轻载效率优化(A版):CXSD61128A 在轻载时自动进入PSM模式,通过零电流检测关断低侧MOSFET,降低开关损耗,显著提高轻载效率。
  • 强制PWM(B版):CXSD61128B 全负载范围内保持固定频率开关,输出电压精度高,频率稳定,适合对EMI和噪声敏感的系统,同时提供负过流保护。
  • 低导通电阻功率级:高侧100mΩ,低侧70mΩ,在2A输出时提供高效率(典型值>90%)。
  • 内部软启动:典型软启动时间1.5ms,限制启动浪涌电流,支持预偏置启动。
  • 逐周期过流保护:高侧峰值(典型3.45A)和低侧谷值(典型2.3A)限流,B版额外提供负过流保护。
  • 输出欠压保护(打嗝模式):输出短路时,芯片进入打嗝模式(关断5ms,开启1ms),周期性尝试重启,降低平均输入电流和功耗。
  • 输出过压保护(锁存):当输出超过设定值的120%时,触发OVP锁存,保护负载。
  • 电源良好指示(PGOOD):开漏输出,当FB达到设定值的90%以上时释放,用于系统时序控制。
  • 100%占空比操作:在低压差条件下,芯片自动进入100%占空比模式,高侧MOSFET持续导通,确保输出稳定。
  • 多种封装选择:TSOT-23-5(无PGOOD)、TSOT-23-6(带PGOOD)和WDFN-6L 2x2mm(带散热焊盘),适应不同散热和尺寸需求。

3. 典型应用电路

CXSD61128A/B 的典型应用电路包括输入电容、输出电容、功率电感、反馈分压电阻以及可选的相位补偿电容。输入电压经转换后输出稳定电压。具体原理图如下所示,详细元件参数可参考数据手册推荐表。

CXSD61128A 典型应用电路
图1. CXSD61128A/B 典型应用电路(2A同步降压转换器)

图2. CXSD61128A/B 内部功能方框图
内部集成:P-MOSFET高侧开关、N-MOSFET低侧同步整流器、ACOT控制器、误差放大器、电流检测、软启动、PGOOD比较器、UVLO、过流/欠压/过压/过温保护逻辑、负过流保护(B版)等。

4. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数 (Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 -0.3 6.5 V
SW 开关节点电压(连续) -0.3 6.5 V
SW (<10ns) 开关节点瞬态 -2.5 9 V
其他引脚(EN, FB, PG) -0.3 6.5 V
PD @ TA=25°C 最大功耗(WDFN-6L 2x2) 1.74 W
PD @ TA=25°C 最大功耗(TSOT-23-5) 1.26 W
PD @ TA=25°C 最大功耗(TSOT-23-6) 1.35 W
θJA(EVB) 结到环境热阻(WDFN-6L) 54.4 °C/W
θJA(EVB) 结到环境热阻(TSOT-23-5) 92.4 °C/W
θJA(EVB) 结到环境热阻(TSOT-23-6) 78.1 °C/W
TJ 结温范围 -40 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 2 kV
推荐工作条件
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 2.5 6 V
VOUT 输出电压 0.6 VIN V
结温 TJ -40 125 °C
关键电气特性 (VIN=3.6V, TA=25°C,典型值)
参数 条件 典型值 单位
关断电流 EN=0V 0.3 μA
静态电流(A版 PSM) IOUT=0A 23 μA
静态电流(B版 强制PWM) IOUT=0A μA
反馈参考电压 0.6 V
反馈精度 ±1%
高侧MOSFET导通电阻 100
低侧MOSFET导通电阻 70
开关频率 固定 1.2 MHz
高侧峰值限流 3.45 A
低侧谷值限流 2.3 A
负过流限流(B版) -1.5 A
UVLO上升阈值(VIN) 2.32 V
UVLO迟滞 300 mV
EN高电平阈值 0.8 V
EN低电平阈值 0.4 V
PGOOD高阈值(FB上升) VFB/ref 90%
PGOOD低阈值(FB下降) VFB/ref 85%
OVP触发阈值 VFB/ref 120%
UVP触发阈值 VFB/ref 40%
过温保护阈值 关断 150 °C
软启动时间(0%-95%) 1.5 ms

5. 工作原理与设计指导

5.1 ACOT控制与内部补偿

CXSD61128A/B 采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制。在每个开关周期,反馈电压与内部虚拟电感电流斜坡叠加后与参考电压比较。当组合信号低于参考电压且满足最小关断时间(90ns)和限流条件时,触发导通时间单稳态,高侧MOSFET导通固定导通时间(由输入/输出电压和频率决定),然后关断,低侧MOSFET导通直到下一个周期。ACOT无需外部补偿网络,内部虚拟斜坡替代了传统COT所需的ESR纹波,支持低ESR陶瓷输出电容,提供超快瞬态响应。

5.2 轻载模式选择(A/B版本差异)

CXSD61128A 在轻载时自动进入 省电模式(PSM),通过零电流检测关断低侧MOSFET,避免负电感电流,并进入休眠状态以降低开关损耗,显著提高轻载效率。CXSD61128B 则工作在 强制PWM 模式,即使轻载也保持固定频率开关,适合对频率稳定性和噪声水平要求较高的应用,同时提供负过流保护(防止外部电源倒灌造成过大负电流)。

5.3 输出电压设定

输出电压通过外部电阻分压器设定,公式如下:
VOUT = 0.6V × (1 + R1/R2)
其中R1连接在VOUT和FB之间,R2连接在FB和GND之间。建议R2在10kΩ~100kΩ范围内,以平衡功耗和抗噪声能力。VOUT 可调范围为0.6V至VIN。

5.4 软启动与PGOOD

内部软启动电路在EN拉高后,以固定斜率(典型1.5ms)将输出电压从0V升至设定值,有效限制启动浪涌电流,支持预偏置启动。PGOOD为开漏输出,当FB电压达到设定值的90%以上时释放;当FB低于85%或触发保护时,PGOOD被拉低。

5.5 保护功能

  • 输入欠压锁定(UVLO):VIN低于约2.0V时关断,高于2.32V时重新启动,迟滞300mV,防止输入欠压误动作。
  • 逐周期过流保护:高侧峰值限流(典型3.45A)和低侧谷值限流(典型2.3A),防止过载或短路损坏。B版额外提供负过流保护(典型-1.5A)。
  • 输出欠压保护(打嗝模式):当FB低于40%参考值时,触发打嗝模式,芯片关断5ms,尝试重启1ms,循环直至故障消除,有效降低短路功耗。
  • 输出过压保护(锁存):当FB高于120%参考值时,触发OVP锁存,高侧MOSFET关断,保护负载,需重新上电或EN复位。
  • 过温保护(OTP):结温超过150°C时关断,冷却后自动恢复。
  • 输出放电:关断时内部100Ω放电电阻快速泄放输出电容电压。

6. 基于 CXSD61128A 的 1.8V/2A 负载点电源设计

设计目标:为手持设备主控芯片提供1.8V/2A供电,输入电压5V(4.5V-5.5V),要求高效率、小尺寸,具备PGOOD指示和快速瞬态响应。

  • 系统配置:选用 CXSD61128A(TSOT-23-6带PGOOD),输入电容 22μF(陶瓷,X5R),输出电容 22μF(陶瓷,X7R),电感 1.5μH(饱和电流>3A)。反馈分压:R1=20kΩ, R2=10kΩ(计算 VOUT=0.6*(1+20/10)=1.8V)。PGOOD上拉电阻100kΩ至VIN或3.3V逻辑电源。
  • 效率与热设计:在5V输入、1.8V/2A输出时,典型效率约90%。功耗 PD ≈ (1-η) × Pout = 0.1 × 3.6 = 0.36W。TSOT-23-6封装在85°C环境下的允许功耗 (125-85)/78.1 ≈ 0.51W,热裕量充足。
  • 瞬态响应:ACOT控制提供快速响应,负载阶跃±1A时输出电压跌落可控制在±3%以内。
  • PGOOD应用:当输出电压达到1.8V的90%(1.62V)且软启动完成后,PGOOD释放为高电平,可用于处理器复位使能。
  • 保护验证:若输出短路,限流触发,UVP打嗝模式启动(关断5ms/开启1ms),有效降低系统功耗和芯片温升。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXSD61128A/B 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)及 FAE 技术支持,帮助工程师快速完成电源设计。

7. 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 路径应短而宽,降低寄生电阻和电感。SW(LX)节点面积尽可能小,减少EMI。
  • 反馈网络:FB分压电阻应靠近芯片放置,走线远离SW和电感等噪声源,避免干扰。
  • EN和PGOOD走线:控制信号和PGOOD输出走线应短且远离SW节点。
  • 散热焊盘:WDFN封装底部Exposed Pad必须焊接至PCB地平面,并通过多个过孔连接至内层地和底层,以降低热阻。TSOT封装无散热焊盘,主要通过引脚和PCB铜箔散热,建议在芯片周围铺设地铜并增加过孔帮助散热。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61128A/B 提供 TSOT-23-5TSOT-23-6(带PGOOD)和 WDFN-6L 2x2mm(带散热焊盘)三种封装,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。

图3. CXSD61128A/B 引脚封装图(TSOT-23-5 / TSOT-23-6 / WDFN-6L 2x2mm)
TSOT-23-5:引脚1:EN | 2:GND | 3:SW | 4:VIN | 5:FB。
TSOT-23-6:引脚1:EN | 2:GND | 3:SW | 4:VIN | 5:FB | 6:PGOOD。
WDFN-6L:引脚1:PGOOD | 2:EN | 3:VIN | 4:SW | 5,7(散热焊盘):GND | 6:FB。

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