CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器 | ACOT控制 | 4.5V-18V输入 | 650kHz | 嘉泰姆电子

CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器 | ACOT控制 | 4.5V-18V输入 | 650kHz | 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61236A
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

CXSD61236A是一款5A高效率同步降压DC-DC转换器,采用ACOT控制架构,输入电压4.5V-18V,输出电压0.765V-8V可调,固定开关频率650kHz,集成35mΩ低侧MOSFET,支持轻载DCM模式、可调软启动和逐周期电流限制,提供UVLO/OCP/OTP全面保护,采用SOP-8封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.5V~18V
输出电压 (VOUT)0.765V~8V
输出电流 (IOUT)5A
工作频率650kHz
转换效率95%
封装类型PSOP-8
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodResistor
Switching frequency100kHz~2500kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesACOT Control;Adjustable Soft-Start;COT Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;Fast Transient Response;OCP;OTP;PSM;Stable with Ceramic Capacitor
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)120
Ron LS (typ) (mOhm)35
Iq (typ) (mA)1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)6.8
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器
ACOT超快瞬态响应 | 4.5V-18V宽压输入 | 650kHz固定频率

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61236A | 封装:SOP-8 (Exposed Pad)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61236A 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,提供超快瞬态响应并支持所有类型的陶瓷输出电容。该芯片支持 4.5V至18V 的输入电压范围,输出电压可在 0.765V至8V 范围内灵活调节,可连续输出高达 5A 的电流。

芯片内部集成了 35mΩ 低侧 N-MOSFET 和低导通阻抗的高侧MOSFET,显著降低功率损耗,提升系统效率。ACOT控制架构无需外部补偿网络,即可在所有陶瓷电容下保持稳定,大幅简化了设计流程。芯片在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM),通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。芯片提供 可调软启动、逐周期电流限制 等丰富功能,并集成了 输入欠压锁定(UVLO)和过温保护(OTP) 等全面保护机制。该芯片采用 SOP-8(Exposed Pad) 封装,是工业控制、计算机外设、LCD显示器、FPGA/ASIC负载点供电等应用的理想选择。

核心优势: 5A连续输出电流 | ACOT超快瞬态响应 | 无需外部补偿 | 4.5V-18V宽输入电压 | 0.765V-8V可调输出 | 内置35mΩ低侧MOSFET | 固定650kHz开关频率 | 轻载DCM模式 | 可调软启动 | 逐周期OCP | UVLO/OTP | SOP-8封装。

1. 产品概述与市场定位

在工业控制、计算机外设、LCD显示器、FPGA/ASIC负载点供电等应用中,电源转换器需要在高功率密度下提供高效、稳定的电源输出。CXSD61236A作为一款 5A同步降压DC-DC转换器,凭借其 ACOT控制架构宽输入电压范围(4.5V-18V),为各种负载点(POL)应用提供了优异的电源解决方案。芯片支持 0.765V至8V 的宽输出电压范围,可满足从低电压逻辑供电到5V/3.3V系统供电等多种应用场景。

该芯片的 ACOT控制架构 是其核心技术优势之一。与传统的电压模式或电流模式控制相比,ACOT架构在芯片内部生成虚拟电感电流斜坡信号,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。芯片的固定开关频率为 650kHz,在效率与元件尺寸之间取得了良好的平衡。更重要的是,CXSD61236A 无需外部补偿网络,大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。

在轻载管理方面,CXSD61236A在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM),通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。当电感电流过零时,低侧MOSFET关断,输出电容仅由负载电流放电,开关频率降低,从而实现更高的轻载效率。

2. 主要特点与技术亮点

5A连续输出电流满足高功率负载需求
ACOT控制架构超快瞬态响应,无需外部补偿
宽输入电压范围4.5V-18V
宽输出电压范围0.765V-8V可调
内置35mΩ低侧MOSFET低导通阻抗,高效率
固定650kHz开关频率兼顾效率与尺寸
轻载DCM模式提升轻载效率
支持所有陶瓷电容无需外部补偿
可调软启动限制启动浪涌电流
逐周期电流限制防止短路和过流损坏
全面保护功能UVLO/OCP/OTP
SOP-8封装带Exposed Pad
  • 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。
  • 650kHz固定开关频率:在连续导通模式(CCM)下开关频率稳定,兼顾效率与EMI性能,简化滤波器设计。
  • 35mΩ低侧MOSFET:低导通阻抗,显著降低功率损耗,提升系统效率。
  • 高精度反馈参考电压:典型值 0.765V ±1% 的参考电压精度,确保输出电压的精确调节。
  • 轻载DCM模式:轻载时自动进入断续导通模式,通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。
  • 支持所有陶瓷电容:ACOT架构专为低ESR陶瓷输出电容优化,无需外部补偿网络。
  • 可调软启动:通过外部电容编程软启动时间(典型2.7nF至220nF),有效抑制启动浪涌电流。
  • 逐周期电流限制:通过低侧MOSFET谷值检测实现精确的逐周期电流限制保护,防止输出短路、过流或电感饱和造成的损坏。
  • SOP-8封装:带Exposed Pad的SOP-8封装,提供良好的散热性能。

3. 典型应用电路

CXSD61236A的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路极其简洁,主要包括:输入电容CIN(10μF×2 + 0.1μF)、输出电容COUT、功率电感L、自举电容CBOOT(0.1μF)、反馈电阻分压网络(R1/R2)、软启动电容CSS以及VREG5旁路电容(1μF)。

典型应用电路
图1. CXSD61236A典型应用电路

在具体设计中,输入电容应尽量靠近VIN和PGND引脚放置;输出电容需根据输出电压和负载瞬态要求选择适当的容值(参照推荐元件选型表);功率电感的选择需平衡效率、尺寸和纹波电流。SW节点应尽量缩短走线,减少辐射噪声,敏感信号(如FB)应远离SW节点布置。

4. 推荐元件选型

表1. 推荐元件值 (VIN = 12V)

输出电压 VOUT (V) R1 (kΩ) R2 (kΩ) CFF (pF) 电感 L1 (μH) 输出电容 C7 (μF)
1.0 6.8 22.1 1.4 22 to 68
1.05 8.25 22.1 1.4 22 to 68
1.2 12.7 22.1 1.4 22 to 68
1.8 30.1 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
2.5 49.9 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
3.3 73.2 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
5.0 124 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68
6.5 165 22.1 50 to 220 3.3 22 to 68
7.0 180 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68
8.0 215 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68

注:CFF为可选前馈电容,用于优化瞬态响应;COUT需考虑直流偏置下的有效容值。

5. 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 20 V
VEN EN引脚电压 -0.3 20 V
VSW 开关节点电压(稳态) -0.8 VIN+0.3 V
VSW (≤10ns) 开关节点电压(瞬态) -5 25 V
VBOOT-VSW 自举电压差 -0.3 6 V
其他引脚 控制/逻辑引脚 -0.3 6 V
PD @ TA=25°C 最大功耗 2.174 W
θJA 结到环境热阻 46 °C/W
TJ 结温范围 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 2 kV
推荐工作条件 (Recommended Operating Conditions)
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 4.5 18 V
输出电压范围 0.765 8 V
结温范围 -40 125 °C
环境温度范围 -40 85 °C
关键电气特性 (TA = TJ = 25°C, 典型值)
参数 条件 典型值 单位
输入电压范围 4.5 – 18 V
输出电压范围 可调 0.765 – 8.0 V
连续输出电流 5 A
开关频率 固定 650 kHz
低侧MOSFET RDS(ON) 35
反馈参考电压 0.765 V
反馈参考电压精度 TA=25°C ±1 %
关断电流 VEN=0V 1 μA
静态电流 VEN=5V, VFB=0.8V 1.3 mA
EN高电平阈值 1.25 V
EN低电平阈值 0.85 V
SS充电电流 6 μA
VREG5输出电压 6V≤VIN≤18V 5.1 V
VREG5输出电流 70 mA
热关断阈值 150 °C
热关断迟滞 20 °C

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT控制架构与PWM操作

CXSD61236A采用 ACOT(Advanced Constant On-Time) 控制架构,实现了超快瞬态响应、低外部元件数量,并与低ESR MLCC输出电容稳定工作。芯片内部通过监测输入电压和SW信号来设置导通时间,确保开关频率在 650kHz 下稳定工作。当反馈电压低于反馈参考电压时,且最小关断时间已超时、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,高侧开关导通。由于最小关断时间极短,器件表现出超快的瞬态响应能力,允许使用更小的输出电容。

导通时间与输入电压成反比、与输出电压成正比,从而在宽输入电压范围内实现伪固定频率操作。导通时间单稳态定时器超时后,高侧开关关断,低侧开关导通,直到下一个导通时间单稳态被触发。为实现与低ESR陶瓷输出电容的稳定工作,内部斜坡信号被添加到反馈参考电压中,模拟输出电压纹波。

6.2 轻载断续导通模式(DCM)

CXSD61236A在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM) 以保持高效率。随着负载电流减小,电感电流纹波谷值最终触及零电流,低侧开关关断。输出电容仅由负载电流放电,开关频率降低,轻载效率因开关损耗降低而得到提升。

6.3 可调软启动

CXSD61236A提供 可调软启动 功能。SS引脚通过外部电容连接到地,内部6μA电流源为电容充电,生成软启动斜坡电压。软启动时间可通过以下公式计算:

tSS (ms) = CSS (nF) × 0.765 / ISS (μA)

推荐电容范围为 2.7nF至220nF。例如,使用3.9nF电容时,软启动时间约为0.5ms。软启动功能有效限制了启动浪涌电流,确保输出电压平稳上升。

6.4 使能控制与UVLO调整

CXSD61236A提供EN引脚作为外部芯片使能控制。当EN电压低于 0.85V 时,芯片进入关断模式(关断电流<10μA);当EN电压高于 1.25V 时,芯片启动软启动序列。EN引脚还可用于外部时序控制和UVLO阈值调整,通过外部电阻分压网络连接VIN至EN引脚,可设置输入欠压锁定阈值。

6.5 保护功能详解

CXSD61236A集成了全面的保护功能:

  • 逐周期过流保护(OCP):通过低侧MOSFET谷值检测实现精确的逐周期电流限制保护,防止输出短路、过流或电感饱和造成的损坏。
  • 输入欠压锁定(UVLO):当VREG5电压低于UVLO下降阈值时,芯片停止开关;当VREG5电压高于UVLO上升阈值时,芯片恢复开关。
  • 过温保护(OTP):当结温超过 150°C 时,芯片停止开关;当温度降至 130°C 以下后,芯片自动恢复,并执行完整的软启动序列。

7. 基于CXSD61236A的应用设计实例

设计目标:一款工业控制系统,需要从12V电源总线转换出3.3V/5A的供电轨,为FPGA和外围电路供电。

  • 系统配置:选用CXSD61236A,输入电压12V,输出电压3.3V,输出电流5A。根据推荐元件选型表:R1=73.2kΩ,R2=22.1kΩ,电感 1.4μH,输出电容 22μF × 3(有效容值约18μF/颗),自举电容 0.1μF,软启动电容 15nF(tSS≈1.9ms)。
  • 输出电压设置:VOUT = 0.765V × (1 + R1/R2) = 0.765V × (1 + 73.2kΩ/22.1kΩ) = 3.30V,满足3.3V要求。
  • 电感选择:输入12V、输出3.3V、开关频率650kHz,设纹波电流为1A(20%额定电流),L = 3.3V × (12V - 3.3V) / (12V × 650kHz × 1A) = 1.54μH,选用标准值 1.4μH
  • 软启动电容选择:tSS = CSS × 0.765 / 6μA,若需1.5ms软启动时间,CSS = 1.5ms × 6μA / 0.765 ≈ 11.8nF,选用标准值 15nF
  • 热设计:在12V输入、3.3V/5A输出条件下,效率约90%,功耗约1.83W。SOP-8封装的θJA为46°C/W,温升约84.2°C,在85°C环境温度下结温约169.2°C,超过125°C上限。建议增加Exposed Pad下方铜箔面积(如70mm²可降低热阻)或使用散热器/风冷。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXSD61236A评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)及FAE技术支持,帮助客户加速产品开发。

8. PCB布局建议

  • 高电流路径最短化:高电流路径(输入电容、高侧FET、电感、输出电容)应尽可能短,这对实现稳定、无抖动的操作至关重要,也是实现高效率的关键。
  • 输入电容布局:输入MLCC电容(10μF×2 + 0.1μF)应尽可能靠近VIN和PGND引脚放置。主要MLCC电容应与芯片放在同一层。
  • SW节点最小化:SW节点具有高频电压摆幅,应保持在小面积内。将模拟元件远离SW节点,防止寄生电容噪声耦合。
  • 反馈网络布局:反馈网络应连接在输出电容后方。反馈元件应靠近FB引脚放置。
  • 散热设计: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。对于5A输出应用,建议在器件下方和周围增加散热过孔。
  • VREG5旁路电容:1μF陶瓷电容应靠近VREG5和GND引脚放置。

引脚封装图
图2. CXSD61236A引脚封装图(SOP-8 Exposed Pad)

9. 订购信息与技术支持

CXSD61236A采用SOP-8(Exposed Pad)封装,适用于5A大电流应用:

型号 工作模式 封装类型 反馈参考电压 热阻 θJA
CXSD61236A 轻载DCM SOP-8 (Exposed Pad) 0.765V ±1% 46°C/W

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。如需获取更多技术资料或申请样品,请联系我们。

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