CXSD61211系列 8A高效率同步降压DC-DC转换器
ACOT超快瞬态响应 | 4.5V-23V宽压输入 | 500kHz伪恒定频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61211A/AH / CXSD61211B/BH / CXSD61211C/CH / CXSD61211F/FH | 封装：UQFN-23L 3×3mm (FC)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61211系列 是一款高性能、高效率的同步降压DC-DC转换器，采用先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，提供超快瞬态响应并减少外部元件数量。该系列芯片支持 4.5V至23V（CXSD61211A/AH/B/BH/F/FH） 或 5.2V至23V（CXSD61211C/CH） 的宽输入电压范围，可连续输出高达 8A 的电流。输出电压方面，CXSD61211A/AH/F/FH可在 0.6V至5.5V 范围内灵活调节，CXSD61211B/BH固定输出 3.3V，CXSD61211C/CH固定输出 5.1V，满足多种系统供电需求。

芯片内部集成了 26mΩ 高侧 MOSFET 和 14mΩ 低侧 MOSFET，显著降低功率损耗，提升系统效率。通过设置EN/MODE引脚电压，芯片可在 二极管仿真模式（DEM）、超声波模式（USM） 或 强制连续导通模式（FCCM，仅F/FH型号） 下工作，在轻载条件下实现最佳效率、消除可听噪声或保持恒定开关频率。CXSD61211系列还提供 PG电源良好指示 以及 逐周期电流限制、OVP、UVP、输入UVLO和OTP 等全面保护功能，确保系统安全可靠运行。该系列采用 UQFN-23L 3×3mm（FC） 封装，是笔记本电脑、平板电脑、网络系统、服务器及分布式电源系统的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在现代电子系统中，高效、稳定的电源管理是系统可靠运行的关键。CXSD61211系列作为一款 8A同步降压DC-DC转换器，凭借其 ACOT控制架构 和 宽输入电压范围，能够为各种负载点（POL）应用提供优异的电源解决方案。无论是在笔记本电脑、平板电脑等便携设备中，还是在网络系统、服务器等工业应用中，CXSD61211系列都能以 500kHz伪恒定开关频率 稳定工作，兼顾效率与EMI性能。

该系列芯片的 ACOT控制架构 是其核心技术优势之一。与传统COT控制相比，ACOT架构内部集成了虚拟电感电流斜坡补偿，使得芯片在使用 低ESR陶瓷输出电容（MLCC） 时依然保持稳定，同时提供超快的负载瞬态响应。此外，芯片内置的 频率锁定环（FLL） 能够缓慢调整导通时间，补偿MOSFET和电感上的压降，确保在宽输入电压和负载范围内开关频率保持恒定，简化EMI滤波器的设计。

在轻载管理方面，CXSD61211系列提供了 二极管仿真模式（DEM）、超声波模式（USM） 和 强制连续导通模式（FCCM，仅F/FH型号） 三种可选方案。DEM模式通过自然降低开关频率实现最高轻载效率，并集成 扩频（Spread Spectrum） 功能改善可听噪声；USM模式则将最低开关频率维持在 25kHz以上，彻底消除可听频段的噪声干扰，特别适用于对噪音敏感的设备；FCCM模式在轻载时保持恒定开关频率，适合需要排除开关谐波干扰的应用。芯片还提供 智能导通时间缩减功能，在轻载条件下进一步降低输出电压纹波。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT控制架构：内部虚拟电感电流斜坡补偿，确保低ESR陶瓷电容稳定工作，无需外部补偿网络，减少元件数量和设计复杂度。
• 500kHz伪恒定开关频率：在连续导通模式（CCM）下，开关频率稳定在500kHz，兼顾效率与EMI性能，简化滤波器设计。
• 可调过流限制（CXSD61211A/AH/F/FH）：CXSD61211A/AH通过ILMT引脚可设定10A、12A或14A谷值电流限制；CXSD61211F/FH可设定5A、7A或9A谷值电流限制，灵活匹配不同应用场景。
• 二极管仿真模式（DEM）：轻载时自动降低开关频率，实现最高效率；内置扩频功能改善可听噪声。
• 超声波模式（USM）：维持最低25kHz开关频率，彻底消除可听噪声，适合音频和医疗设备。
• 强制连续导通模式（FCCM，F/FH型号）：轻载时保持恒定开关频率，适合需要排除开关谐波干扰的信号链应用。
• 内置LDO（CXSD61211B/BH/C/CH）：CXSD61211B/BH提供3.3V/100mA LDO输出，CXSD61211C/CH提供5V/100mA LDO输出，可为外围电路供电。
• VCC外部供电切换：支持VCC_EXT引脚外接5V电源，降低内部LDO功耗，提升系统整体效率。
• 多种保护模式：CXSD61211A/B/C/F采用锁存模式UVP/OVP/OTP；CXSD61211AH/BH/CH/FH采用Hiccup模式UVP和非锁存模式OVP/OTP，提供灵活的故障恢复策略。
• 内部输出放电：内置50Ω放电MOSFET，在UVLO、UVP/OVP、OTP或EN/MODE拉低时快速释放输出电容能量，确保系统安全。
• 高电压转换比功能：CXSD61211B/BH/C/CH支持最大导通时间延长至 15μs，适用于2节电池等低输入电压应用场景。

3. 典型应用电路

CXSD61211系列的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路简洁，主要包括：输入电容CIN（10μF×2 + 0.1μF）、输出电容COUT（22μF×4~6）、功率电感L、自举电容CBOOT（0.1μF）和自举电阻RBOOT（≤10Ω）、VCC旁路电容CVCC（1μF）、EN/MODE控制电路以及PG上拉电阻。对于CXSD61211A/AH/F/FH，还需外接反馈电阻分压网络（R1/R2）和可选的CFF前馈电容来设定输出电压和优化瞬态响应。CXSD61211C/CH的FF引脚内部连接至电阻分压网络，可外接前馈电容或微调电阻。

图1. CXSD61211系列典型应用电路（以CXSD61211A/AH为例）

在具体设计中，输入电容应尽量靠近VIN引脚放置，以降低寄生电感对输入电压纹波的影响；输出电容需根据负载瞬态要求选择适当的容值和ESR；功率电感的选择需平衡效率、尺寸和纹波电流。芯片的SW节点应尽量缩短走线，减少辐射噪声，敏感信号（如FB、FF）应远离SW节点布置。CXSD61211C/CH型号还可通过FF引脚外接电阻微调输出电压，提供更大的设计灵活性。

4. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN	电源输入电压	-0.3	28	V
VEN/MODE	EN/MODE引脚电压	-0.3	28	V
VCC	VCC引脚电压	-0.3	6.5	V
VOUT (B/BH)	VOUT引脚电压 (3.3V版本)	-0.3	4.5	V
VOUT (C/CH)	VOUT引脚电压 (5.1V版本)	-0.3	6.5	V
VSW	开关节点电压 (稳态)	-0.3	VIN+0.3	V
VSW (10ns)	开关节点电压 (瞬态)	-10	38	V
VBS	自举电压	VSW-0.3	VSW+6	V
TJ	结温范围	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VIN (CXSD61211A/AH/B/BH/F/FH)	4.5	23	V
VIN (CXSD61211C/CH)	5.2	23	V
VOUT (CXSD61211A/AH/F/FH)	0.6	5.5	V
VOUT (CXSD61211B/BH)	—	3.3	V
VOUT (CXSD61211C/CH)	—	5.1	V
结温范围	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
输入电压范围 (A/AH/B/BH/F/FH)	—	4.5 – 23	V
输入电压范围 (C/CH)	—	5.2 – 23	V
输出电压 (A/AH/F/FH)	可调，VREF=0.6V	0.6 – 5.5	V
输出电压 (B/BH)	固定	3.3	V
输出电压 (C/CH)	固定	5.1	V
连续输出电流	—	8	A
开关频率 (CCM)	—	500	kHz
高侧MOSFET RDS(ON)	TJ=25°C	26	mΩ
低侧MOSFET RDS(ON)	TJ=25°C	14	mΩ
反馈参考电压 (A/AH/F/FH)	—	0.6	V
反馈参考电压精度	TA=TJ=25°C	±1	%
UVLO上升阈值 (A/AH/B/BH/F/FH)	—	4.1	V
UVLO上升阈值 (C/CH)	—	4.4	V
UVLO迟滞	—	0.3	V
EN/MODE高电平阈值 (DEM)	—	2.3	V
EN/MODE低电平阈值	—	0.5	V
USM/FCCM电压范围	—	0.88 – 1.7	V
谷值电流限制 (A/AH)	可调 ILMT	10 / 12 / 14	A
谷值电流限制 (F/FH)	可调 ILMT	5 / 7 / 9	A
谷值电流限制 (B/BH/C/CH)	固定	12	A
LDO输出电压 (B/BH)	—	3.3	V
LDO输出电压 (C/CH)	—	5.0	V
LDO输出电流	—	100	mA
热关断阈值	—	150	°C
热关断迟滞 (AH/BH/CH/FH)	—	20	°C

5. 工作原理与设计指导

5.1 ACOT控制架构

CXSD61211系列采用 ACOT（Advanced Constant On-Time） 控制架构，这是一种专为低ESR陶瓷输出电容优化的恒定导通时间控制技术。与传统COT控制不同，ACOT架构在芯片内部生成 虚拟电感电流斜坡信号，替代了传统方案中依赖输出电容ESR提供的纹波信号。这一创新使得CXSD61211系列能够与 MLCC陶瓷电容 稳定配合，同时保持超快的负载瞬态响应。

在正常工作过程中，高侧MOSFET在每个时钟周期开始时导通，导通时间由内部单稳态定时器决定。电感电流在高侧MOSFET导通期间线性上升，在低侧MOSFET导通期间线性下降。反馈电压通过电阻分压网络与内部参考电压比较，当满足最小关断时间且电感谷值电流低于电流限制阈值时，若反馈电压低于参考电压，则触发下一个导通周期，从而实现输出电压的稳定调节。

为了补偿MOSFET和电感上的压降对开关频率的影响，ACOT架构中还集成了 频率锁定环（FLL），能够缓慢调整导通时间，确保在宽输入电压和负载范围内开关频率保持恒定在 500kHz。此外，CXSD61211B/BH/C/CH还支持 高电压转换比功能，最大导通时间可延长至 15μs，适合2节电池等低输入电压应用场景。

5.2 平均输出电压控制环路

在连续导通模式（CCM）下，传统COT控制存在反馈电压平均值与参考电压之间的直流偏移。CXSD61211系列通过 平均输出电压控制环路 消除了这一偏移，使得反馈电压平均值精确跟踪内部参考电压。该控制环路在改善负载调整率和线性调整率的同时，不会影响系统的瞬态响应性能，确保了在全负载范围内输出电压的高精度调节。

5.3 轻载工作模式（DEM、USM与FCCM）

CXSD61211系列通过EN/MODE引脚电压选择轻载工作模式，提供三种优化方案：

• 二极管仿真模式（DEM）：当EN/MODE电压高于2.3V时，芯片进入DEM模式。在轻载条件下，芯片自动降低开关频率，仅允许部分负电流流过低侧MOSFET，模拟二极管行为。这种模式实现了最高的轻载效率，同时内置的 扩频（Spread Spectrum） 功能可有效改善可听噪声。此外，芯片还集成了 智能导通时间缩减功能，在轻载时自动缩短导通时间，进一步降低输出电压纹波。
• 超声波模式（USM）：当EN/MODE电压在0.88V至1.7V之间时，芯片进入USM模式。该模式将最低开关频率维持在 25kHz以上，彻底消除了可听频段（20Hz-20kHz）的噪声，特别适用于音频设备、医疗仪器等对噪声敏感的应用。在无负载条件下，芯片采用较短的导通时间和较长的关断时间，随着负载增加，开关频率逐步提升，最终平滑过渡到CCM模式。
• 强制连续导通模式（FCCM，仅F/FH型号）：当EN/MODE电压在0.88V至1.7V之间时，CXSD61211F/FH进入FCCM模式。该模式在轻载条件下保持 恒定开关频率，虽然牺牲了部分轻载效率，但提供了更低的输出电压纹波、更精确的电压调节和更快的瞬态响应，适合需要排除开关谐波干扰的信号链、射频等应用。

5.4 输出电压设置（CXSD61211A/AH/F/FH）

对于CXSD61211A/AH/F/FH可调输出电压版本，输出电压通过外部电阻分压网络设定，公式如下：

建议R2取值约为 40kΩ，以平衡功耗和噪声抑制。对于给定的R2，R1的计算公式为：

建议使用 1%精度电阻 以保证输出电压精度。在需要优化瞬态响应和稳定性的应用中，可在R1两端并联 前馈电容CFF。CFF的取值与系统带宽有关，通常通过负载瞬态分析确定。CFF可以在中频段提升增益和相位裕度，扩展系统带宽，改善负载瞬态响应。

5.5 保护功能详解

CXSD61211系列集成了全面保护功能，确保系统在各种异常条件下的安全运行：

• 逐周期谷值电流限制：在每个开关周期中监测低侧MOSFET电流，当电流超过设定的谷值电流限制阈值时，禁止触发下一个导通周期，直到电流降至阈值以下。这种逐周期保护有效防止了输出过载和电感饱和。
• 峰值电流限制：在高侧MOSFET导通期间监测峰值电流，当电流超过峰值限制阈值时，立即终止当前导通周期，快速限制电感电流上升。
• 输出欠压保护（UVP）：当反馈电压（或输出电压/FF电压）低于参考电压的 60% 且持续时间超过 11μs 时触发。CXSD61211A/B/C/F采用锁存模式，需重新上电或切换EN/MODE恢复；CXSD61211AH/BH/CH/FH采用Hiccup模式，自动进行软启动恢复。
• 输出过压保护（OVP）：当反馈电压（或输出电压/FF电压）高于参考电压的 120% 且持续时间超过 11μs 时触发。CXSD61211A/B/C/F采用锁存模式；CXSD61211AH/BH/CH/FH采用非锁存模式，故障解除后自动恢复。
• 输入欠压锁定（UVLO）：当VIN电压低于UVLO阈值时，芯片停止工作，防止输入电压过低导致系统不稳定。
• 过温保护（OTP）：当结温超过 150°C 时触发。CXSD61211A/B/C/F采用锁存模式；CXSD61211AH/BH/CH/FH采用非锁存模式，在温度降至 130°C 后自动恢复。
• 内部输出放电：内置 50Ω 放电MOSFET，在UVLO、UVP/OVP、OTP或EN/MODE拉低时快速释放输出电容能量。

6. 基于CXSD61211系列的应用设计实例

设计目标：一款高性能笔记本电脑主板，需要为CPU核心供电（VOUT=1.05V/8A），输入来自19V笔记本适配器。

• 系统配置：选用CXSD61211A（可调版本），输入电压19V，输出电压1.05V，输出电流8A。根据数据手册推荐，选用 0.68μH 功率电感，输入电容 10μF/35V×2 + 0.1μF，输出电容 22μF/6.3V×6，自举电容 0.1μF/50V，自举电阻 ≤10Ω，VCC旁路电容 1μF/6.3V。
• 输出电压设置：VOUT=1.05V，VREF=0.6V，取R2=40.2kΩ，R1 = 40.2kΩ × (1.05V - 0.6V) / 0.6V = 30.15kΩ，选用标准值 30.9kΩ。前馈电容CFF建议选用 68pF/50V 以优化瞬态响应。
• 过流限制设置：对于8A输出应用，将ILMT引脚浮空（悬空）可设置谷值电流限制为 12A，提供足够的过载裕量。
• 轻载模式选择：在笔记本电脑待机等轻载场景，将EN/MODE引脚拉高至5V，使芯片工作在DEM模式，实现最高轻载效率。
• VCC_EXT外部供电：为了降低功耗，可使用系统已有的5V电源通过RC滤波器（R=1.1Ω，C=4.7μF）连接到VCC_EXT引脚，使内部VCC LDO旁路，减少功率损耗。
• PG指示：通过10kΩ-100kΩ上拉电阻将PG引脚连接至VCC或3.3V系统电源，用于系统时序控制和故障监测。
• PCB布局：输入电容靠近VIN引脚，SW节点面积最小化，FB走线远离噪声源，AGND和PGND单点连接，散热焊盘充分过孔散热。

7. PCB布局建议

• 输入电容布局：输入电容（10μF×2 + 0.1μF）必须尽可能靠近VIN引脚和PGND引脚放置，以降低寄生电感对输入电压纹波的影响，避免高频振铃。
• 功率回路最小化：VIN→高侧MOSFET→SW→电感→输出电容→PGND的功率回路面积应尽可能小，以降低辐射EMI和寄生电阻。
• SW节点处理：SW节点是电压摆幅最大的节点（从0V到VIN），应尽量缩小铜皮面积，以减少辐射噪声。SW节点应布置在电路板同一层，避免过孔引入寄生电容。
• 反馈走线：FB（CXSD61211A/AH/F/FH）或VOUT/FF（B/BH/C/CH）反馈走线应远离SW节点和电感等噪声源，走线宽度适当，建议使用 Kelvin连接 方式直接从输出电容端采样。
• 自举电容与电阻：CBOOT（0.1μF）和RBOOT（≤10Ω）应靠近BOOT和SW引脚放置，走线短而粗，以降低寄生电感对栅极驱动的影响。
• VCC旁路：VCC引脚上的1μF旁路电容应靠近VCC和AGND引脚，为内部栅极驱动器提供低阻抗的瞬态电流路径。
• 地线分割：AGND（模拟地）和PGND（功率地）应分开布置，在芯片底部Exposed Pad处单点连接，防止功率地噪声耦合到模拟信号中。
• 散热设计：芯片底部的Exposed Pad必须焊接至大面积地平面，并通过多个过孔连接到内层地平面，以实现良好的热传导。根据热设计公式 P_D(MAX) = (T_J(MAX) - T_A) / θ_JA，在T_A=25°C时，UQFN-23L封装的最大功耗约为 3.27W（基于四层评估板θ_JA=30.6°C/W）。
• EN/MODE引脚：该引脚不能悬空，需通过逻辑电平控制或电阻分压设定工作模式。VCC_EXT外部供电时需添加RC滤波器（R=1.1Ω，C=4.7μF）。

图2. CXSD61211系列引脚封装图（UQFN-23L 3×3mm FC封装）

8. 订购信息与技术支持

CXSD61211系列采用 UQFN-23L 3×3mm（FC） 封装，无铅、RoHS合规。该系列提供多种型号选项，以满足不同应用需求：

型号	输出电压	UVP/OVP/OTP模式	谷值电流限制	LDO输出	轻载模式
CXSD61211A	可调 0.6V-5.5V	锁存模式	10A/12A/14A（可调）	—	DEM/USM
CXSD61211AH	可调 0.6V-5.5V	Hiccup UVP / 非锁存 OVP/OTP	10A/12A/14A（可调）	—	DEM/USM
CXSD61211B	固定 3.3V	锁存模式	12A（固定）	3.3V/100mA	DEM/USM
CXSD61211BH	固定 3.3V	Hiccup UVP / 非锁存 OVP/OTP	12A（固定）	3.3V/100mA	DEM/USM
CXSD61211C	固定 5.1V	锁存模式	12A（固定）	5V/100mA	DEM/USM
CXSD61211CH	固定 5.1V	Hiccup UVP / 非锁存 OVP/OTP	12A（固定）	5V/100mA	DEM/USM
CXSD61211F	可调 0.6V-5.5V	锁存模式	5A/7A/9A（可调）	—	DEM/FCCM
CXSD61211FH	可调 0.6V-5.5V	Hiccup UVP / 非锁存 OVP/OTP	5A/7A/9A（可调）	—	DEM/FCCM

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