CXSD61241A/B 2A同步降压DC-DC转换器
电流模式控制 | 4V-17V宽压输入 | 340kHz/800kHz可选频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61241A / CXSD61241B | 封装：SOP-8 (Exposed Pad)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61241A/B 是一款高效率、单片同步降压DC-DC转换器，采用 电流模式控制 架构，支持 4V至17V 的宽输入电压范围，可提供高达 2A 的连续输出电流，输出电压可在 0.8V至12V 范围内灵活调节。该芯片集成了低导通阻抗的N-MOSFET开关，并内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程。

CXSD61241A/B提供两种固定开关频率选项：CXSD61241A为340kHz，适合对效率要求较高的应用；CXSD61241B为800kHz，允许使用更小的电感和输出电容，适合空间受限的应用。芯片提供 可调软启动 功能，有效抑制启动浪涌电流；逐周期电流限制 保护防止输出短路或过流造成的损坏；输入欠压锁定（UVLO）、输出欠压保护（UVP）打嗝模式、输出过压保护（OVP）和过温保护（OTP） 确保系统安全可靠运行。芯片的关断电流极低（<5μA），非常适合电池供电系统。芯片还集成了 PGOOD电源良好指示，便于系统时序控制。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/DSP负载点供电等应用的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在工业控制、计算机外设、LCD显示器以及FPGA/DSP负载点供电等应用中，电源转换器需要在有限的空间内提供高效、稳定的电源输出。CXSD61241A/B作为一款 2A同步降压DC-DC转换器，凭借其 电流模式控制架构 和 宽输入电压范围（4V-17V），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 0.8V至12V 的宽输出电压范围，可满足从低电压逻辑供电到12V系统供电等多种应用场景。

该系列芯片的 电流模式控制 是其核心技术优势之一。电流模式控制提供逐周期的电流监测和限制，实现了快速的负载瞬态响应和良好的环路稳定性。芯片提供两种固定开关频率选项：CXSD61241A为340kHz，适合对效率要求较高的应用；CXSD61241B为800kHz，允许使用更小的电感和输出电容，显著减小解决方案的整体尺寸。更重要的是，CXSD61241A/B 内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。

CXSD61241A/B提供 打嗝模式 的UVP保护：当输出电压欠压时，芯片进入打嗝模式并自动尝试恢复，故障解除后自动恢复工作，适合需要自动恢复的应用场景，无需系统干预。芯片还集成了 OVP过压保护 和 PGOOD电源良好指示，为系统提供全面的状态监测和保护。

2. 主要特点与技术亮点

• 电流模式控制：逐周期监测电感电流，提供快速瞬态响应和良好的环路稳定性。
• 宽输入电压范围：4V至17V的宽输入范围，兼容5V、12V和15V电源系统，适用于工业、网络和消费电子等多种应用。
• 可选开关频率：CXSD61241A提供340kHz固定频率，适合高效率应用；CXSD61241B提供800kHz固定频率，适合小尺寸应用。
• 高精度反馈参考电压：典型值 0.8V ±1.5% 的参考电压精度，确保输出电压的精确调节。
• 内置补偿：内部补偿网络无需外部RC元件，简化设计，减少BOM成本。
• 可调软启动：通过外部电容编程软启动时间，有效抑制启动浪涌电流。
• 逐周期电流限制：通过电流模式控制实现精确的逐周期电流限制保护（典型3.6A），防止输出短路、过流造成的损坏。
• 打嗝模式UVP：当反馈电压低于参考电压的50%时触发，芯片进入打嗝模式并自动尝试恢复。
• OVP过压保护：当输出电压超过125%时触发，内部MOSFET关断，防止输出电压过冲。
• PGOOD电源良好指示：开漏输出，当输出电压低于标称值12.5%时拉低，否则为高阻态。
• 低关断电流：关断模式下供电电流小于5μA，非常适合电池供电系统。
• 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

CXSD61241A/B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）、输出电容COUT、功率电感L、自举电容CBOOT（10nF）、反馈电阻分压网络（R1/R2）以及可选的软启动电容CSS。

图1. CXSD61241A/B典型应用电路

在具体设计中，输入电容应尽量靠近VIN和GND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。由于芯片内置补偿，COMP引脚无需外接元件，大大简化了PCB布局。

4. 推荐元件选型

表1. CXSD61241A推荐元件值 (340kHz)

输出电压 VOUT (V)	电感 L (μH)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	输出电容 COUT (μF)
1.2	4.7	11	22	22 × 2
2.5	10	51	24	22 × 2
3.3	15	75	24	22 × 2
5.0	22	124	24	22 × 2

表2. CXSD61241B推荐元件值 (800kHz)

输出电压 VOUT (V)	电感 L (μH)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	输出电容 COUT (μF)
1.2	3.6	47	9	22 × 2
2.5	4.7	47	22	22 × 2
3.3	6.8	47	15	22 × 2
5.0	10	62	12	22 × 2

注：以上为典型应用参考值，实际设计中需根据具体输入/输出电压和负载条件进行优化。VOUT = 0.8V × (1 + R1/R2)。

5. 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	19	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）	-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	—	1.333	W
θJA	结到环境热阻	—	75	°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

参数	最小值	最大值	单位
VIN 输入电压	4	17	V
输出电压范围	0.8	12	V
结温范围	-40	125	°C
环境温度范围	-40	85	°C

参数	条件	典型值	单位
输入电压范围	—	4 – 17	V
输出电压范围	可调	0.8 – 12	V
连续输出电流	—	2	A
开关频率（A型）	固定	340	kHz
开关频率（B型）	固定	800	kHz
高侧MOSFET RDS(ON)	—	155	mΩ
低侧MOSFET RDS(ON)	—	150	mΩ
反馈参考电压	4V≤VIN≤17V	0.8	V
反馈参考电压精度	—	±1.5	%
最大占空比（A型）	—	93	%
最大占空比（B型）	—	84	%
关断电流	VEN=0V	1	μA
静态电流	VEN=3V, VFB=0.9V	0.6	mA
EN高电平阈值	—	—	V
EN低电平阈值	—	—	V
电流限制	—	3.6	A
UVP触发阈值	% of VREF	50	%
OVP触发阈值	% of VOUT	125	%
PGOOD下降阈值	% of VOUT	87.5	%
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 电流模式控制与PWM操作

CXSD61241A/B采用 电流模式控制（Current Mode Control） 架构，实现了快速的负载瞬态响应和逐周期电流保护。在每个开关周期开始时，内部振荡器触发高侧MOSFET导通，电感电流线性上升。芯片内部实时监测电感电流，同时FB引脚通过电阻分压网络检测输出电压，与内部参考电压（0.8V）比较后产生控制信号。当电感电流达到阈值时，高侧MOSFET关断，电感电流通过低侧MOSFET续流下降。这种控制方式实现了逐周期的电流监测和限制，提供了快速的负载瞬态响应和良好的环路稳定性。

电流模式控制的一个关键优势是内置了 逐周期过流保护，当电感电流超过峰值电流限制阈值时，高侧MOSFET立即关断，有效防止电感饱和和器件损坏。此外，该控制架构还提供了 前馈补偿，能够快速响应输入电压变化，改善线性调整率。

6.2 内置补偿

CXSD61241A/B 内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。内部补偿针对低ESR陶瓷输出电容进行了优化，确保在所有负载条件下环路的稳定性和瞬态响应性能。设计人员无需像传统电流模式转换器那样计算和选择外部RC网络，大大缩短了设计周期。

6.3 可调软启动

CXSD61241A/B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：

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 使能控制与关断模式

CXSD61241A/B提供EN引脚作为外部芯片使能控制。当EN电压低于逻辑低电平时，芯片进入关断模式（关断电流<5μA）；当EN电压高于逻辑高电平时，芯片启动软启动序列。EN引脚内部有下拉电阻，浮空时芯片自动关断。对于自动启动应用，可通过100kΩ电阻将EN引脚连接至VIN。

6.5 保护功能详解

CXSD61241A/B集成了全面的保护功能：

• 逐周期过流保护（OCP）：通过电流模式控制实现精确的逐周期电流限制保护（典型3.6A），防止输出短路或过流造成的损坏。
• 输出欠压保护（UVP）打嗝模式：当反馈电压低于参考电压的 50% 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工作。
• 输出过压保护（OVP）：当输出电压超过标称值的 125% 时，内部MOSFET关断，防止输出电压过冲。故障解除后自动恢复。
• 输入欠压锁定（UVLO）：当输入电压低于UVLO阈值时，芯片停止开关，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，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。
• PGOOD电源良好指示：当输出电压低于标称值 12.5% 时，PGOOD引脚被拉低；否则为高阻态。开漏输出需外接上拉电阻。

7. 基于CXSD61241A/B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5V/2A的供电轨，为MCU和外围电路供电，要求小尺寸方案。

• 系统配置：选用CXSD61241B（800kHz，适合小尺寸），输入电压12V，输出电压5V，输出电流2A。根据推荐元件选型表：R1=62kΩ，R2=12kΩ（VOUT=0.8×(1+62/12)=4.93V≈5V），电感 10μH，输出电容 22μF × 2，自举电容 10nF，输入电容 10μF，软启动电容 0.1μF。
• 输出电压设置：VOUT = 0.8V × (1 + R1/R2) = 0.8V × (1 + 62kΩ/12kΩ) = 4.93V，满足5V要求。
• 电感选择：输入12V、输出5V、开关频率800kHz，设纹波电流为0.48A（24%额定电流），L = 5V × (12V - 5V) / (12V × 800kHz × 0.48A) = 6.33μH，选用标准值 10μH（参考推荐值）。
• 热设计：在12V输入、5V/2A输出条件下，效率约90%，功耗约1.11W。SOP-8封装的θJA为75°C/W（标准铜面积），温升约83.3°C，在85°C环境温度下结温约168.3°C，超过125°C上限。建议增加Exposed Pad下方的铜箔面积（如70mm²可将θJA降至49°C/W，温升约54.4°C，结温约139.4°C，仍需注意）或使用散热器/风冷。

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）应尽可能靠近VIN和GND引脚放置。
• 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（R1/R2）应靠近FB引脚放置。
• 自举电容布局：自举电容（10nF）应靠近BOOT和SW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。建议将Exposed Pad下方的铜箔面积增加到70mm²以上，以降低热阻。

图2. CXSD61241A/B引脚封装图（SOP-8 Exposed Pad）

9. 订购信息与技术支持

CXSD61241A/B系列提供两种频率选项，以适应不同的应用需求：

型号	开关频率	封装类型	特性
CXSD61241A	340kHz	SOP-8 (Exposed Pad)	高效率，适合对效率要求较高的应用
CXSD61241B	800kHz	SOP-8 (Exposed Pad)	小尺寸，适合空间受限的应用

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。