CXSD61135A/B/C/D/E/F 2A同步降压DC-DC转换器 | 2.5V-6V输入 | 1.2MHz | ACOT控制 - 嘉泰姆电子

CXSD61135A/B/C/D/E/F 2A同步降压DC-DC转换器 | 2.5V-6V输入 | 1.2MHz | ACOT控制 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61135A
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

CXSD61135A/B/C/D/E/F 是2A同步降压DC-DC转换器,输入2.5V-6V,1.2MHz开关频率,ACOT控制,PSM/强制PWM可选,集成过流、负过流(B/D/F)、UVLO、OVP(带L型号)、UVP、OTP,SOT-563/UDFN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SOT-563(FC);UDFN1.4x1-6(FC)
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

CXSD61135A/B/C/D/E/F 2A同步降压DC-DC转换器
2.5V-6V输入 | 1.2MHz开关频率 | ACOT控制 | SOT-563/UDFN封装

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61135A/B/C/D/E/F | 封装:SOT-563 (FC) / UDFN-6L 1.4×1

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61135A/B/C/D/E/F 是一款简单易用、高效可靠的 2A 同步降压 DC-DC 转换器,输入电压范围 2.5V 至 6V,内置精准的 0.6V 参考电压源,并集成了低导通电阻(RDS(ON))功率 MOSFET(高侧 100mΩ,低侧 70mΩ),在 SOT-563 (FC) 和超小型 UDFN-6L (1.4×1mm) 封装中实现高功率密度设计。芯片采用 高级恒定导通时间(ACOT)控制架构,提供超快速的负载瞬态响应,仅需极少外部元件即可在 1.2MHz 典型开关频率下稳定工作。

CXSD61135A/C/E 支持 自动省电模式(PSM),在轻载条件下维持高效率;CXSD61135B/D/F 则采用 强制 PWM 模式,满足对输出电压调节精度要求极高的应用场景。此外,带有“L”后缀的型号(AL/BL/CL/DL/EL/FL)还集成了 输出过压保护(OVP),可在反馈电压超过参考电压 120% 时强制关断高侧 MOSFET 并进入锁存模式,为敏感负载提供额外保护。芯片具备全面的保护功能,包括高侧/低侧 FET 逐周期过流保护、负过流保护(B/D/F 型号)、输入欠压锁定(UVLO)、输出欠压打嗝保护(UVP)以及过温保护(OTP),确保系统在各类异常条件下安全可靠运行。该系列产品是移动设备、机顶盒、无线局域网 ASIC 电源、固态硬盘(SSD)及通用 POL 低压降压应用的理想选择。

核心优势: 2A 同步降压 | 2.5V-6V 宽输入 | 1.2MHz 开关频率 | ACOT 超快瞬态响应 | PSM/强制PWM可选 | 集成低RDS(ON) MOSFET (100mΩ/70mΩ) | 逐周期过流保护 | 负过流保护(B/D/F) | OVP(带L型号) | 打嗝模式UVP | 内部软启动1.5ms | SOT-563或UDFN-6L封装 | 无铅/RoHS合规。

1. 主要特点与技术亮点

2A 输出电流满足更高功率需求
2.5V-6V 宽输入兼容多种直流电源
1.2MHz 开关频率优化尺寸与效率
ACOT 控制超快瞬态响应,稳定低ESR MLCC
PSM / 强制PWMA/C/E支持PSM,B/D/F支持强制PWM
低静态电流23μA (典型),轻载高效
全面保护过流、UVLO、UVP、OVP(可选)、OTP
负过流保护B/D/F型号,防止反向电流
  • ACOT 控制架构:先进的恒定导通时间控制,实现超快速瞬态响应,支持低ESR MLCC输出电容,减少外部元件数量。
  • PSM 轻载高效模式(A/C/E):自动进入省电模式,在轻载时降低开关频率,维持全负载范围的高效率。
  • 强制 PWM 模式(B/D/F):固定频率工作,满足对输出电压纹波和调节精度有严格要求的应用。
  • 高低侧 FET 过流保护:逐周期监测高侧和低侧 MOSFET 电流,防止输出短路、过载或电感饱和造成的损坏。
  • 负过流保护(B/D/F):监测低侧 MOSFET 负向电流,防止外部电源意外接入输出端时产生过大反向电流。
  • 输出过压保护(带L型号):当 FB 电压超过参考电压 120% 时,强制关断高侧 MOSFET 并进入锁存模式,保护负载。
  • 内部软启动:1.5ms 软启动时间(0%VOUT 至 95%VOUT),有效抑制启动浪涌电流,支持预偏置输出启动。
  • 打嗝模式输出欠压保护:当反馈电压低于 40% 参考电压时,进入打嗝模式(关断5ms/恢复1ms),降低短路功耗,故障移除后自动恢复。
  • 输出主动放电:禁用时通过内部放电电阻对输出电容放电,防止反向电流。
  • 使能控制与 PGOOD 指示:EN 引脚控制启停,A/B/E/F 型号提供 PGOOD 开漏输出,实时监测输出电压状态。
  • 可选封装:SOT-563 (FC) 和 UDFN-6L 1.4×1mm 超小封装,适合不同空间需求。

2. 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 电源输入电压 -0.3 6.5 V
SW 开关节点电压 -0.3 6.5 V
SW (t≤10ns) 开关节点瞬态电压 -2.5 9 V
其他引脚 逻辑/控制引脚 -0.3 6.5 V
PD 功耗 (TA=25°C) SOT-563 1.0 W
PD 功耗 (TA=25°C) UDFN 0.95 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
TJ 结温范围 -40 125 °C
关键电气特性 (TJ = -40°C~125°C, 典型值)
参数 条件 典型值 单位
VIN 工作电压范围 2.5 – 6 V
VOUT 调节范围 0.6 – VIN V
开关频率 1.2 MHz
输出电流能力 2 A
反馈参考电压 0.6 V
反馈电压精度 ±1 %
高侧导通电阻 100
低侧导通电阻 70
静态电流 (IQ) 非开关,VFB > VREF 23 μA
关断电流 (ISHDN) VEN = 0V ≤15 μA
软启动时间 (A/B/C/D) 0% ~ 95% VOUT 1.5 ms
软启动时间 (E/F) 0% ~ 95% VOUT 120 μs
最小关断时间 90 ns
EN 逻辑高阈值 0.8 V
EN 逻辑低阈值 0.4 V
UVLO 上升阈值 2.3 V
UVLO 迟滞 300 mV
过温保护阈值 150 °C
过温保护迟滞 20 °C

3. 引脚功能说明

CXSD61135 系列提供两种封装:SOT-563 (FC) 和 UDFN-6L 1.4×1mm。两种封装的引脚定义基本相同,具体如下表所示。

引脚号 (SOT-563) 引脚号 (UDFN) 引脚名称 功能描述
1 1 FB 反馈电压输入。连接外部反馈电阻分压器中点,设置输出电压。调节 FB 电压至 0.6V 参考电压。
2 2 GND 信号与功率地。反馈网络底部电阻应尽可能靠近此引脚放置。
3 3 VIN 电源输入。输入电压范围 2.5V~6V,输入电容应紧靠 VIN 和 GND 引脚。
4 4 SW 开关节点。连接至外部电感。
5 5 EN 使能控制输入。高电平使能,低电平禁用,不可悬空。
6 (SOT-563) 6 PG / NC SOT-563 封装第6脚为 PG(电源良好指示,仅 A/B/E/F 型号)或 NC(C/D 型号)。UDFN 封装第6脚为 PG(所有型号)。开漏输出,需外接上拉电阻。

4. 典型应用电路

CXSD61135 系列典型应用电路如下图所示,外部仅需输入电容、输出电容、电感和反馈电阻分压器即可构成完整的 2A 同步降压电源方案。建议输入电容选用 22μF (6.3V, X5R, 0603),输出电容选用 22μF (6.3V, X5R, 0603),电感推荐 1.5μH。

典型应用电路
图2. CXSD61135 系列典型应用电路

图2. 典型应用电路 (CXSD61135A/B/C/D/E/F)

对于输出电压 3.3V 应用,反馈电阻 RFB1=100kΩ,RFB2=22.1kΩ;输出电压 1.8V 时,RFB1=100kΩ,RFB2=50kΩ。具体电阻取值可参考下表:

VOUT (V) RFB1 (kΩ) RFB2 (kΩ) L (μH) COUT (μF)
3.3 100 22.1 1.5 22 – 44
1.8 100 50 1.5 22 – 44

5. 引脚封装图

CXSD61135 系列提供 SOT-563 (FC) 和 UDFN-6L 1.4×1mm 两种封装选项。SOT-563 尺寸为 1.6×1.6mm,UDFN 尺寸为 1.4×1mm,均适合空间受限的便携设备。

引脚封装图
图3. SOT-563 (FC) 和 UDFN-6L 封装外形图

图3. 封装外形图 (CXSD61135 系列)

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT 控制架构

CXSD61135 系列采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,提供超快速负载瞬态响应,支持低 ESR MLCC 输出电容,且外部元件极少。当反馈电压降至参考电压以下,且最小关断时间(典型 90ns)已超时、电感电流低于电流限制阈值时,内部导通时间单稳态电路被触发,高侧 MOSFET 导通。导通时间与输入电压成反比、与输出电压成正比,实现伪固定频率工作。在稳态下,误差放大器比较反馈电压与内部参考电压,当虚拟电感电流斜坡电压低于误差放大器输出时,触发新的固定导通时间。

6.2 省电模式(PSM)— CXSD61135A/C/E

CXSD61135A/C/E 在轻载时自动进入 省电模式(PSM) 以维持高效率。随着负载电流减小,电感电流纹波谷值触及零电流,即连续导通与断续导通模式的边界。此时低侧 MOSFET 在检测到零电感电流时关断。负载电流进一步减小时,输出电容放电至需要下一个导通时间的时间延长,开关频率随负载电流降低而降低,在轻载条件下保持高效率。

6.3 强制 PWM 模式 — CXSD61135B/D/F

CXSD61135B/D/F 采用 强制 PWM 模式,在整个负载范围内保持固定频率工作,满足对输出电压纹波和调节精度要求严格的应用。强制 PWM 模式下,即使轻载时低侧 MOSFET 也不会关断,电感电流可反向流动,输出电压纹波更低、频率特性更稳定。

6.4 软启动(SS)

芯片内置 1.5ms(A/B/C/D)或 120μs(E/F)软启动(0%VOUT 至 95%VOUT),有效抑制启动浪涌电流。上电时内部电容由电流源充电产生软启动斜坡电压,作为 PWM 比较器参考电压。仅当斜坡电压高于反馈电压 VFB 时,芯片开始开关动作,输出电压平滑上升至目标调节值。支持从预偏置输出平滑启动。

6.5 最大占空比与 Dropout 工作

CXSD61135 系列设计支持接近 100% 的最大占空比,在输入电压接近输出电压时进入 Dropout 模式。当所需关断时间小于最小关断时间时,芯片启用跳过关断时间功能,高侧 MOSFET 持续导通,实现接近 100% 的占空比,最大限度提高输出电压范围。

6.6 过流保护(OCP)

芯片提供 高侧和低侧 MOSFET 逐周期过流保护。高侧过流保护通过内部电流比较器监测每个导通周期的高侧开关电流,当超过峰值电流限值(ILIM_H,典型 3.45A)时立即关断高侧开关并导通低侧开关。低侧过流保护通过测量同步整流器(低侧开关)的电流实现,当电流超过低侧谷值电流限值(ILIM_L,典型 2.3A)时,抑制导通时间触发直至电感电流降至限值以下。

6.7 负过流保护(NOC)— CXSD61135B/D/F

CXSD61135B/D/F 支持 负过流保护(Negative Over-Current Protection)。在强制 PWM 模式下,若输出端意外接入外部电源,可能产生较高负向电流。内部电路在每个低侧 MOSFET 导通间隔监测负电流,当超过 NOC 阈值时立即关断低侧 MOSFET 并导通高侧 MOSFET,将电感能量释放,使负向电流谷值钳位在 NOC 阈值,保护低侧 MOSFET 免受损坏。

6.8 打嗝模式输出欠压保护(UVP)

芯片持续监测反馈电压 VFB,当 VFB 降至欠压保护跳变阈值(典型为内部参考电压的 40%)以下时,UV 比较器输出高电平,同时关断高侧和低侧 MOSFET,进入 打嗝模式。在打嗝模式中,芯片关断 tHICCUP_OFF(典型 5ms),然后尝试恢复 tHICCUP_ON(典型 1ms)。软启动完成后,若故障消除则恢复正常工作;否则重复自动恢复循环。打嗝模式使电路以低输入电流和低功耗安全运行,过载或短路消除后自动恢复。

6.9 输出过压保护(OVP)— 带L型号

CXSD61135AL/BL/CL/DL/EL/FL 集成了 输出过压保护(OVP)。当 FB 电压超过参考电压的 120% 时,高侧 MOSFET 被强制关断,芯片进入锁存模式,有效限制输出电压过冲,保护敏感负载。

6.10 过温保护(OTP)

芯片包含 过温保护电路,防止因功率耗散过大导致过热。当结温超过热关断阈值(TSD,典型 150°C)时,OTP 关断开关操作。结温冷却至热关断迟滞(ΔTSD,典型 20°C)以下后,芯片以完整软启动恢复工作。

6.11 输出主动放电

当芯片通过 EN 引脚禁用、UVLO 或 OTP 触发时,通过内部放电电阻(连接 SW 引脚至地)对输出电容放电。该功能防止输入电压崩溃时输出电容反向电流流入输入电容,无需外部放电电路。

7. 应用信息

7.1 电感选择

电感选择需权衡尺寸、成本、效率和瞬态响应。三个关键参数:电感值(L)饱和电流(ISAT)直流电阻(DCR)。推荐峰峰值纹波电流为 IC 额定电流的 20%~50%。电感值计算公式:

L = VOUT × (VIN - VOUT) / (VIN × fSW × ΔIL)

以 1.2V 输出、5V 输入、2A 负载为例,选择纹波电流 0.4A(额定电流的 20%):

L = 1.2 × (5 - 1.2) / (5 × 1.2MHz × 0.4A) ≈ 1.9μH,可选用 1.5μH 或 2.2μH

电感峰值电流:

IL(PEAK) = IOUT(MAX) + ΔIL/2 = 2A + 0.2A = 2.2A

建议电感饱和电流额定值 ≥ 芯片开关电流限值(典型 3.45A),以确保瞬态条件下安全。对于 EMI 敏感应用,推荐选用屏蔽型电感。

7.2 输入电容选择

输入电容 CIN 用于滤除高侧 MOSFET 漏极的脉动电流。对于陶瓷电容(低 ESR),最小输入电容估算:

CIN_MIN = IOUT_MAX × D(1-D) / (ΔVIN_MAX × fSW)

其中 ΔVIN_MAX ≤ 100mV。输入电容 RMS 电流:

IRMS = IOUT_MAX × √(VOUT/VIN × (VIN/VOUT - 1))

建议在 VIN 和 GND 引脚附近放置 22μF MLCC 电容,并并联 0.1μF 小陶瓷电容以抑制高频噪声。

7.3 输出电容选择

CXSD61135 系列针对陶瓷输出电容优化。输出纹波电压由 ESR 纹波和电容纹波组成:

VRIPPLE = VRIPPLE(ESR) + VRIPPLE(C)
VRIPPLE(ESR) = ΔIL × RESR
VRIPPLE(C) = ΔIL / (8 × COUT × fSW)

以 1.2V 输出、22μF 陶瓷电容(有效容值约 18μF,ESR≈3mΩ)为例,纹波极小。为确保稳定工作,建议 COUT 有效容值 ≥ 22μF。

7.4 输出电压设置

通过外部反馈电阻分压器设置输出电压,FB 引脚连接分压器中点。输出电压计算公式:

VOUT = 0.6V × (1 + RFB1 / RFB2)

建议反馈电阻放置于 FB 引脚 5mm 以内,使用 ±1% 或更高精度电阻以保证输出电压精度。

7.5 使能控制与时序

EN 引脚支持自动启动(连接 VIN)或外部逻辑控制。可通过串联 REN 和 CEN 增加延时,或通过外部 MOSFET 实现逻辑控制。EN 内部阈值典型 0.8V(高)和 0.4V(低)。

7.6 电源良好指示(PG)

PGOOD(仅 A/B/E/F 型号)为开漏输出,需外接上拉电阻(推荐 100kΩ)至外部电压源(≤6V)或输出电压。软启动完成后,当 FB 电压高于参考电压的 90%(典型)时 PG 为高阻抗;当 FB 低于 85% 参考电压时,PG 被拉低。触发任何内部保护时 PG 立即拉低。

7.7 前馈电容(CFF)

在高占空比应用中,建议在 RFB1 上并联前馈电容 CFF 以改善环路稳定性和瞬态响应。CFF 值可通过以下公式估算:

CFF = 1 / (2π × fCO) × √(1/RFB1 × (1/RFB1 + 1/RFB2))

通常建议在 10pF~100pF 范围内调整,并通过实际负载瞬态响应验证。

8. PCB 布局建议

  • 高电流路径最短化:输入电容 → 高侧 FET → 电感 → 输出电容 的路径应尽可能短,保持低阻抗,这对稳定、无抖动工作至关重要。
  • 输入 MLCC 电容:紧靠 VIN 和 GND 引脚放置,与 IC 在同一层。建议使用 22μF (0603) 并联 0.1μF (0402/0603) 电容。
  • SW 节点:高频电压摆幅节点,应保持最小面积,减少 EMI 辐射。反馈网络等模拟元件应远离 SW 节点,避免寄生电容耦合噪声。
  • 反馈网络:反馈电阻分压器应放置在输出电容之后,靠近 FB 引脚。FB 引脚走线应短而直,避免与 SW 节点平行。
  • 地线处理:GND 引脚应直接连接到低阻抗地平面,通过宽走线或过孔连接到内层地平面。模拟地(AGND)与功率地(PGND)建议单点连接。
  • 散热设计:SOT-563 和 UDFN 封装底部有散热焊盘,建议在焊盘下方设计多个导热过孔连接至内层地平面,增加铜箔面积以改善散热。θJA 典型值 SOT-563 为 102.5°C/W,UDFN 为 110.7°C/W(四层 1oz 铜测试板)。
热设计参考: 最大允许功耗 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA。在 TA=25°C 时,SOT-563 封装 PD(MAX) ≈ 0.98W,UDFN 封装 ≈ 0.9W。实际设计中应考虑环境温度和散热条件。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61135 系列提供多种型号,涵盖 PSM/强制 PWM、OVP 选项、不同封装和软启动时间,满足多样化应用需求。所有型号均无铅、RoHS 合规,兼容 SnPb 或无铅焊接工艺。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(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 现场支持。

型号 轻载模式 OVP 负过流保护 软启动时间 PGOOD 封装
CXSD61135A PSM 1.5ms SOT-563
CXSD61135B 强制PWM 1.5ms SOT-563
CXSD61135C PSM 1.5ms SOT-563
CXSD61135D 强制PWM 1.5ms SOT-563
CXSD61135E PSM 120μs UDFN-6L
CXSD61135F 强制PWM 120μs UDFN-6L
CXSD61135AL PSM 1.5ms SOT-563
CXSD61135BL 强制PWM 1.5ms SOT-563
CXSD61135CL PSM 1.5ms SOT-563
CXSD61135DL 强制PWM 1.5ms SOT-563
CXSD61135EL PSM 120μs UDFN-6L
CXSD61135FL 强制PWM 120μs UDFN-6L

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