CXSD61180A/B 4A同步降压转换器
ACOT控制 | 4.5V-18V输入 | 0.6V-6V输出 | 固定500kHz | 效率高达95%

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61180A/CXSD61180B | 封装：TSOT-23-6（FC）/ TSOT-23-8（FC）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61180A/CXSD61180B 是一款高性能、同步降压 DC-DC 转换器，采用先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，专为机顶盒、便携电视、无线路由器、DSL调制解调器、LCD电视等消费电子与通信设备应用设计。芯片支持 4.5V 至 18V 宽输入电压，输出可调范围为 0.6V 至 6V，可提供高达 4A 的连续输出电流。内部集成 48mΩ 高侧 N-MOSFET 和 25mΩ 低侧 N-MOSFET，配合同步整流技术，效率最高可达 95%。CXSD61180A 采用自动 PSM（跳周期模式）优化轻载效率，CXSD61180B 则采用强制 PWM 模式满足严格电压调节需求。芯片提供 TSOT-23-6（FC） 和 TSOT-23-8（FC） 两种超小型封装（后者集成 PGOOD 指示），内置 1.5ms 软启动，是高性能、高性价比 4A 电源解决方案的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在机顶盒、网络路由器、便携电视、LCD显示器以及通用工业与商业低压系统中，4A 级别的低压电源转换需求非常广泛。CXSD61180A/B 作为一款 4A 同步降压转换器，其核心优势在于 ACOT控制架构 带来的 超快瞬态响应 和 稳定的陶瓷电容兼容性，同时 固定 500kHz 开关频率 和 可选工作模式（PSM/FCCM） 使工程师能够根据负载需求和系统要求灵活配置，在效率与电压调节精度之间实现最佳平衡。

芯片的 输入电压范围 4.5V 至 18V 覆盖了从 5V USB 电源、12V 工业总线到 18V 适配器的广泛应用场景，可调输出电压 0.6V 至 6V 则满足从低压 DSP/FPGA 内核供电（如 1.0V、1.2V、1.8V）到 3.3V/5V 系统总线供电的全面需求。内部集成的 48mΩ 高侧 MOSFET 和 25mΩ 低侧 MOSFET 在 4A 满载条件下保持了优异的效率表现，同时有效控制了温升。CXSD61180A/B 采用 TSOT-23-6（FC） 和 TSOT-23-8（FC） 超小型封装（后者提供 PGOOD 功能），内置 1.5ms 软启动，配合全陶瓷电容设计，极大简化了 PCB 布局并节省了 BOM 成本，是空间受限、性能要求高的 4A 电源解决方案的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT控制架构：基于恒定导通时间的先进控制技术，通过内部虚拟电感电流斜坡补偿，实现了对低ESR陶瓷电容的稳定支持，同时提供近乎瞬时的负载瞬态响应。内置频率锁定环路，确保开关频率在输入电压、负载电流和输出电压变化范围内保持高度恒定（500kHz）。
• 高效同步整流：内置 48mΩ 高侧 N-MOSFET 和 25mΩ 低侧 N-MOSFET，配合同步整流技术，在 4A 满载条件下效率高达 95%，显著降低系统温升。
• 可选工作模式：CXSD61180A 采用 Power Saving Mode (PSM)，轻载时自动进入跳周期模式，保持高效率；CXSD61180B 采用 Forced PWM (FCCM)，全负载范围连续开关，满足严格电压调节精度要求。
• 高精度基准电压：0.6V ±1% 的精密基准电压，配合 1% 反馈电阻，可实现高精度的输出电压调节。
• 内置软启动：典型 1.5ms 内部软启动，有效抑制启动浪涌电流，支持预偏置输出启动。
• 逐周期电流限制：采用"谷值"电流检测模式，通过测量低侧 MOSFET 的导通压降实现精确限流，加入温度补偿提高精度。低侧限流典型值 6.2A，高侧限流典型值 10A，有效防止输出短路或过载时的器件损坏。
• 输出欠压保护（UVP）：当输出电压降至设定值的 60% 以下时触发，芯片进入打嗝模式，自动尝试恢复，故障解除后自动恢复正常工作。
• 输入欠压锁定（UVLO）：监测输入电压，确保在内部 MOSFET 完全增强后才允许开关动作，防止欠压状态下的异常工作。
• 热关断保护（OTP）：结温超过 150°C 时自动关断，降温约 15°C 后自动恢复，确保器件在极端热条件下的安全。
• Power Good 指示（仅TSOT-23-8封装）：开漏输出 PGOOD 引脚，当输出电压达到设定值的 90% 以上时输出高阻态，否则拉低，方便系统进行电源时序管理。

3. 典型应用电路与引脚封装

CXSD61180A/B 的典型应用电路十分简洁：输入电容（≥10μF 陶瓷电容 + 0.1μF 高频旁路），输出电容（根据输出电压和纹波要求选择 22μF 至 82μF 陶瓷电容），功率电感（1.0μH 至 4.7μH 根据输出电流和电压选择），反馈电阻分压网络（R1/R2 设定输出电压），EN 引脚控制使能（内部有下拉电阻，悬空时关闭）。TSOT-23-8 封装额外提供 PGOOD 引脚，需外接上拉电阻。

图1. 典型应用电路（CXSD61180A/B 同步降压转换器）

图2. 引脚封装图（TSOT-23-6 (FC) / TSOT-23-8 (FC)）

TSOT-23-6 (FC) 引脚功能：1-FB，2-EN，3-GND，4-VIN，5-LX，6-BOOT。TSOT-23-8 (FC) 引脚功能：1-FB，2-EN，3-AGND，4-GND，5-VIN，6-LX，7-BOOT，8-PGOOD。

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 控制架构

CXSD61180A/B 采用嘉泰姆电子先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，这是对传统恒定导通时间（COT）控制技术的重大改进。传统 COT 控制存在开关频率随输入/输出电压变化、对输出电容 ESR 敏感等局限性。ACOT 架构通过以下创新解决了这些问题：

• 频率锁定环路：芯片内部实时测量实际开关频率，并与目标频率（500kHz）比较，通过反馈环路动态调整导通时间，使平均开关频率在输入电压、负载电流和输出电压变化范围内保持高度恒定。这一机制有效抑制了因 MOSFET 导通压降、电感 DCR 以及死区时间等因素引起的频率漂移。
• 虚拟电感电流斜坡：为支持低 ESR 陶瓷输出电容，ACOT 架构在芯片内部生成虚拟电感电流斜坡信号，替代了传统 COT 控制依赖的输出电容 ESR 斜坡。该内部斜坡与优化的补偿网络相结合，确保了使用全陶瓷电容时的环路稳定性，无需任何外部补偿元件。
• 最小关断时间：每次导通脉冲结束后，芯片强制插入一段最小关断时间（典型值 200ns），避免了在开关节点电压振铃期间进行噪声敏感的比较决策，提高了系统抗噪性，尤其适用于低占空比和 PCB 布局受限的应用。

5.2 工作模式：PSM 与 FCCM

CXSD61180A 采用 Power Saving Mode (PSM)，在轻载时自动进入跳周期模式（Diode Emulation Mode），通过减少开关次数来提高轻载效率。当负载电流降低至阈值以下，电感电流过零时，低侧 MOSFET 关闭，进入断续导通模式（DCM），开关频率随负载降低而降低，从而减少开关损耗。CXSD61180B 采用 Forced PWM (FCCM)，在整个负载范围内保持连续开关，即使轻载时也不进入跳周期模式，适合对输出电压调节精度要求严格的应用，同时避免了跳周期模式可能引起的音频噪声问题。

5.3 软启动与预偏置启动

芯片内置 1.5ms 软启动 功能，用于抑制启动浪涌电流。在启动过程中，内部参考电压缓慢上升，输出电压平滑建立。芯片支持 预偏置输出启动：即使在启动前输出端已存在一定电压，芯片也能平滑接管，不会产生反向电流或电压跌落。

5.4 逐周期电流限制

CXSD61180A/B 采用 谷值电流检测 方式实现逐周期限流。在低侧 MOSFET 导通期间（即电感电流下降阶段），芯片通过测量低侧 MOSFET 的漏源电压（V_DS）来监测电感电流，并加入温度补偿以提高精度。当电感电流下降至谷值电流限制阈值（典型 6.2A）以下时，才允许下一个导通脉冲触发。高侧限流（典型 10A）在导通期间监测电流，防止电感饱和或短路时的过大电流。这种双重限流机制有效防止了平均输出电流大幅超过限流值，在输出短路或过载条件下提供了可靠的保护。

5.5 输出欠压保护（UVP）与打嗝模式

当 FB 电压降至参考电压的 60% 以下时，芯片触发 UVP。芯片进入 打嗝模式（Hiccup Mode）：停止开关动作，周期性尝试重新启动。若故障解除，芯片恢复正常工作；若故障依旧，则重复打嗝循环。这种自动恢复机制适用于需要高可靠性的无人值守系统。

5.6 输入欠压锁定（UVLO）与使能

芯片内部 UVLO 功能监测输入电压，当 VIN 低于 UVLO 下降阈值时，芯片停止开关动作；当 VIN 恢复至上升阈值以上时，芯片重新启动。EN 引脚控制芯片的使能和关断：拉高（>1.5V）使能芯片，拉低（<0.4V）进入关断模式（<3μA）。EN 引脚内部有下拉电阻，悬空时芯片关闭。

5.7 输出电压设定

通过外部反馈电阻分压器设定输出电压，公式如下：

建议 R2 选择在 10kΩ 至 100kΩ 之间，以平衡功耗和抗噪性。R1 计算公式：R1 = R2 × (V_OUT - 0.6V) / 0.6V。建议使用 1% 精度的电阻。为提高噪声抗扰度，建议在反馈网络与 FB 引脚之间串联 4.99kΩ 电阻。

5.8 前馈电容（C_FF）

在高输出电压应用（如 5V 输出）中，反馈网络衰减较大，可能影响瞬态响应。建议在 R1 上并联一个前馈电容（C_FF，参考建议值 10pF 至 100pF），以提高环路阻尼，改善瞬态响应。C_FF 的具体值可通过负载瞬态响应测试进行优化。

5.9 电感与电容选择

电感值的选择需要在尺寸、效率和瞬态响应之间权衡。建议选择峰峰值纹波电流为输出电流的 20%-50%。对于 4A 输出，典型电感值为 1.0μH 至 4.7μH。输入电容建议使用 >10μF 的 X5R/X7R 陶瓷电容，并并联 0.1μF 高频旁路电容。输出电容建议使用 22μF 至 82μF 的陶瓷电容，确保有效电容满足要求。

6. 基于 CXSD61180A/B 的机顶盒电源设计实例

设计目标：一款机顶盒电源，需要为 SoC 提供 1.8V/3A 供电，为 I/O 提供 3.3V/0.5A 供电。输入为 12V 适配器，要求高效率、小体积、全陶瓷电容方案，选择 CXSD61180A（PSM 模式）以优化轻载待机能耗。

• 系统配置：选用 CXSD61180A 作为 1.8V/3A 电源，输入 12V，输出 1.8V，开关频率 500kHz。功率电感选用 2.2μH（饱和电流 >6A），输入电容 10μF/25V X7R 陶瓷电容 + 0.1μF，输出电容 2×22μF/6.3V X7R 陶瓷电容（总容量 44μF）。反馈电阻：R2=10kΩ，R1=10kΩ × (1.8-0.6)/0.6 = 20kΩ（实际选用 20kΩ）。前馈电容 C_FF=22pF。反馈串联电阻 4.99kΩ。
• 参数设置：EN 引脚直接连接至 VIN（>1.5V）实现自动启动。BOOT 引脚外接 0.1μF 自举电容。
• 效率表现：在 12V 输入、1.8V/3A 输出条件下，典型效率可达 90% 以上（得益于同步整流和低导通电阻），轻载时 PSM 模式进一步优化待机能耗。
• 瞬态响应：ACOT 控制架构提供快速负载瞬态响应，满足 SoC 对供电的严苛要求。
• 保护机制：输出短路时，逐周期限流（低侧 6.2A）和 UVP 打嗝模式提供可靠保护，短路解除后自动恢复。

7. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：将输入电容、高侧 MOSFET（内部）、低侧 MOSFET（内部）和电感构成的功率回路尽可能紧凑，减小寄生电感。VIN 引脚和 GND 引脚之间的高频旁路电容应紧靠芯片放置。
• 输入电容布局：输入电容应靠近 VIN 和 GND 引脚放置，以提供低阻抗的交流电流路径。推荐使用 X5R/X7R 陶瓷电容。
• LX 节点处理：LX 节点为高频电压跳变节点，应保持尽可能小的铜箔面积，以降低 EMI 辐射。同时，LX 节点应远离敏感的模拟信号（如 FB）。
• 反馈网络布局：反馈电阻分压器（R1/R2）应紧靠 FB 引脚放置，且走线应远离 LX 节点和电感。反馈信号应从输出电容之后取点，以确保采样到真实的输出电压。建议在反馈网络与 FB 引脚之间串联 4.99kΩ 电阻以提高抗噪性。
• 自举电容布局：BOOT 引脚与 LX 引脚之间的自举电容（0.1μF）应尽可能靠近芯片放置，走线短而宽。
• 地线分割：建议将模拟地（AGND，仅TSOT-23-8）和功率地分开布线，在芯片的裸露焊盘（如有）处单点连接。所有小信号参考地应连接到模拟地，以减少功率回路的噪声耦合。
• 散热设计：对于 TSOT-23-6/8 封装，建议通过大面积地平面和过孔辅助散热，确保结温不超过 125°C。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61180A 和 CXSD61180B 提供 TSOT-23-6（FC） 和 TSOT-23-8（FC） 两种超小型封装，无铅、RoHS 合规。两款型号的主要区别在于轻载工作模式：CXSD61180A 为 PSM（跳周期模式），CXSD61180B 为 FCCM（强制 PWM 模式）。用户可根据系统对轻载效率和电压调节精度的需求选择合适型号。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。