CXSD61130A 7A I²C控制同步降压转换器
3V-6.5V输入 | I²C可编程输出0.6V-1.725V | ACOT | 1MHz

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61130A | 封装：UQFN-13L 3×3（FC）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61130A 是一款高性能同步降压DC/DC转换器，能够从 3V 至 6.5V 的输入电压范围内提供 7A 的连续输出电流。芯片内部集成了超低阻抗功率MOSFET（高侧12mΩ，低侧8mΩ），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，在全输入电压、负载和输出电压范围内保持近似恒定的开关频率（1MHz）。

CXSD61130A 的输出电压通过 I²C 接口在 0.6V 至 1.725V 范围内以 12.5mV 步进编程（7-bit VID），非常适合为应用处理器、图形处理器、DSP以及LPDDR内存等核心负载供电。轻载时自动进入 省电模式（PSM），维持高效率；也可通过I²C强制进入 PWM 模式，满足对输出电压精度有严格要求的应用。芯片提供 可编程软启动（外部电容）、电源良好指示（PGOOD）、逐周期过流保护（谷值限流，典型8.8A）、输入欠压锁定、输出欠压保护（打嗝模式） 和 过温保护（150°C关断，100°C恢复）。开关频率、限流阈值和过温阈值均可通过I²C配置。CXSD61130A 采用 UQFN-13L 3×3mm（FC） 封装，热阻低至38.1°C/W，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。

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、平板电脑、游戏机以及高性能便携设备中，处理器和存储器的核心供电需要高电流能力、高灵活性、快速瞬态响应和高效率。CXSD61130A 作为一款 I²C数字控制同步降压转换器，其核心价值在于 数字可编程性、高集成度、大电流能力和优异的动态性能。宽输入电压范围（3V-6.5V）完美适配单节锂离子电池、USB电源以及3.3V/5V系统总线，可灵活输出0.6V至1.725V的低压轨，为ARM、Tegra、OMAP、Krait等处理器以及LPDDR内存提供精确供电。

芯片的 I²C接口 允许系统动态调整输出电压，实现动态电压缩放（DVS），并可通过寄存器配置电压转换斜率（5mV/μs至20mV/μs可选）和开关频率（0.6MHz/0.8MHz/1.0MHz/1.5MHz），优化功耗与瞬态性能。固定1MHz的开关频率允许使用0.47μH的小型电感，配合UQFN封装，整体方案面积极小。PSM模式在轻载时通过零电流检测和跳脉冲，显著提高效率；强制PWM模式则保持固定频率，适合对频率稳定性和EMI有严格要求的应用。PGOOD引脚提供开漏输出，指示输出电压是否就绪，便于系统时序管理。CXSD61130A 采用 UQFN-13L 3×3mm（FC）封装，热阻低至38.1°C/W，是高密度、高性能便携设备电源转换的优选方案。

2. 主要特点与技术亮点

• I²C数字控制：支持标准模式（100kHz）和快速模式（400kHz），可编程输出电压、DVS斜率、开关频率、PSM/PWM模式选择，寄存器在关断或POR时复位。
• 可编程输出电压（0.6V-1.725V）：通过I²C寄存器以12.5mV步进设定，覆盖低压处理器和存储器的核心电压需求。
• 动态电压缩放（DVS）：支持在运行中平滑调整输出电压，斜率可编程（5mV/μs至20mV/μs），优化功耗管理。
• ACOT控制与内部补偿：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。
• PSM/PWM可选：轻载时自动进入PSM模式，降低开关频率，减少损耗；可通过I²C强制进入PWM模式，保证低纹波和快速响应。
• 低静态电流（睡眠<100μA，关断<1μA）：在轻载或待机模式下保持低功耗，延长电池寿命。
• 电源良好指示（PGOOD）：开漏输出，当输出电压达到设定值的95%以上时释放，用于系统时序控制。
• 完善保护：逐周期谷值限流（可编程8A/8.8A/9.6A）、输入欠压锁定（UVLO，典型2.625V）、输出欠压保护（UVP，打嗝模式，阈值70%）、过温保护（OTP，可编程140°C/150°C/170°C）。
• 可编程软启动：SS引脚外接电容，内部10μA电流源，可调启动时间，限制启动浪涌电流，支持预偏置启动。
• 超小封装：UQFN-13L 3×3mm（FC），占板面积小，适合便携设备。

3. 典型应用电路

CXSD61130A 的典型应用电路包括输入电容（10μF+0.1μF）、输出电容（22μF×4）、功率电感（0.47μH）、I²C上拉电阻以及EN和SS控制。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。

图1. CXSD61130A 典型应用电路（7A I²C控制同步降压转换器）

4. 极限参数与电气特性（设计参考）

5. 工作原理与设计指导

5.1 ACOT控制与内部补偿

CXSD61130A 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（100ns）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 I²C接口与输出电压编程

CXSD61130A 提供I²C接口（支持标准模式和快速模式），通过寄存器可编程输出电压（0.6V-1.725V，12.5mV步进）、DVS斜率（5mV/μs至20mV/μs）、开关频率（0.6MHz/0.8MHz/1.0MHz/1.5MHz）、PSM/PWM模式选择、限流阈值（8A/8.8A/9.6A）以及过温阈值（140°C/150°C/170°C）。寄存器在EN拉低或POR时复位，保证上电默认状态。

5.3 PSM/PWM模式

在PSM模式下，轻载时芯片进入省电模式，通过零电流检测关断低侧MOSFET，避免负电感电流，并进入睡眠状态以降低开关损耗，显著提高轻载效率。用户也可通过I²C强制进入PWM模式，使芯片在所有负载下保持固定频率开关，适合对频率稳定性和噪声水平要求较高的应用。

5.4 软启动与PGOOD

SS引脚外接电容可调整软启动时间（内部10μA充电），若悬空则使用内部最小启动时间（典型1.2ms）。软启动限制启动浪涌电流，支持预偏置启动。PGOOD为开漏输出，当FB电压达到设定值的95%以上且软启动完成后释放；当FB低于90%或高于110%以及触发保护时，PGOOD被拉低。

5.5 保护功能

• 输入欠压锁定（UVLO）：AVCC低于2.5V时关断，高于2.625V时重新启动。
• 逐周期谷值限流：典型限流值8.8A（可编程8A/8.8A/9.6A），防止过载或短路损坏。
• 输出欠压保护（打嗝模式）：当FB低于70%参考值时，触发打嗝模式，芯片关断并尝试重启，有效降低短路功耗。
• 过温保护（OTP）：结温超过设定的阈值（默认150°C）时关断，冷却至100°C后自动恢复。
• 输出放电：关断时内部50Ω放电电阻快速泄放输出电容电压。

6. 基于 CXSD61130A 的 1.0V/6A 处理器供电设计

设计目标：为智能手机应用处理器提供1.0V/6A供电，输入来自电池（3.0V-4.2V）或USB 5V，要求I²C可调电压、快速DVS、小尺寸和高轻载效率。

• 系统配置：选用 CXSD61130A，输入电容 10μF（0402, X5R）+0.1μF，输出电容 22μF×4（0603, X5R），电感 0.47μH（饱和电流>10A）。I²C上拉电阻10kΩ至VIN，EN由PMIC控制，SS悬空（默认1.2ms软启动）。上电默认VOUT=0.75V，通过I²C写寄存器0x02设置SEL=0b0100000（1.0V）。
• 效率与热设计：在3.6V输入、1.0V/6A输出时，典型效率约90%。功耗 P_D ≈ (1-η) × P_out = 0.1 × 6 = 0.6W。UQFN-13L封装在85°C环境下的允许功耗 (125-85)/38.1 ≈ 1.05W，热裕量充足。
• DVS应用：在处理器进入休眠时，通过I²C将输出电压从1.0V降至0.7V，下降斜率设置为5mV/μs；唤醒时以20mV/μs升回1.0V，优化功耗与性能。
• PGOOD指示：PGOOD引脚通过100kΩ上拉至1.8V，当VOUT达到0.95V以上时释放，用于处理器复位时序。

7. PCB 布局建议

• 输入电容就近放置：VIN和PGND之间放置10μF和0.1μF陶瓷电容，靠近芯片引脚，以抑制输入电压振铃。
• 功率回路最小化：VIN → 高侧MOSFET → 电感 → 输出电容 → PGND 路径应短而宽，降低寄生电感。SW节点面积尽可能小，减少EMI。
• 反馈网络：FB分压电阻（若使用外部分压）应靠近芯片，走线远离SW节点，避免噪声耦合。
• I²C走线：SCL/SDA走线短且远离高频节点，上拉电阻靠近芯片。
• SS和WDT走线：SS电容和WDT控制线应短且远离噪声源。
• 散热焊盘：芯片底部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。
• AGND与PGND：模拟地和功率地应单点连接（通常在芯片下方），避免功率电流耦合噪声。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61130A 采用 UQFN-13L 3×3mm（FC） 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。