CXSD61245D 3A同步降压DC-DC转换器
电流模式控制 | 4.5V-18V宽压输入 | 1.2MHz固定频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61245D (H/L) | 封装：SOP-8 (Exposed Pad)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61245D 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 4.5V至18V 的宽输入电压范围，可提供高达 3A 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（高侧110mΩ、低侧90mΩ），并支持外部补偿网络设计，允许在宽输入范围和负载条件下优化瞬态响应。

CXSD61245D的 固定开关频率为1.2MHz，相比340kHz版本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，非常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）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（<3μA），非常适合电池供电系统。CXSD61245D还集成了 引脚短路矩阵（Pin-Short Matrix）特性，增强了芯片在引脚短路等异常情况下的可靠性。该芯片提供两种UVP模式选项：打嗝模式（H型） 和 锁存模式（L型），为不同应用需求提供灵活的故障恢复策略。该芯片采用 SOP-8（Exposed Pad） 封装，是无线AP/路由器、机顶盒、工业控制、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

在无线AP/路由器、机顶盒、工业控制、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。CXSD61245D作为一款 3A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（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 0.8V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。芯片的固定开关频率为 1.2MHz，相比340kHz版本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，CXSD61245D支持 外部补偿网络 设计，允许设计人员根据具体应用需求优化环路响应，实现最佳的系统性能。此外，芯片还集成了 引脚短路矩阵特性，增强了系统在异常情况下的可靠性。

CXSD61245D提供两种UVP模式选项，以适应不同的系统需求：

• CXSD61245DH（打嗝模式）：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。
• CXSD61245DL（锁存模式）：当输出电压欠压时，芯片锁存关断，需要通过EN引脚或VIN重新上电复位。适合需要系统干预确认故障的应用场景。

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，支持外部补偿网络设计。
• 宽输入电压范围：4.5V至18V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。
• 1.2MHz固定开关频率：较高的开关频率允许使用更小的电感和输出电容，减小解决方案尺寸，同时保持优异的瞬态响应。
• 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。
• 引脚短路矩阵特性：增强芯片在引脚短路等异常情况下的可靠性，避免因引脚短路导致的系统失效。
• 外部补偿可调：通过COMP引脚的外接RC网络，允许设计人员根据具体应用需求优化环路响应，实现最佳的系统性能。
• 可调软启动：通过外部电容编程软启动时间（例如0.1μF电容对应13.5ms），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5.1A），防止输出短路、过流造成的损坏。
• 两种UVP模式可选：CXSD61245DH提供打嗝模式UVP，故障自动恢复；CXSD61245DL提供锁存模式UVP，需外部复位。
• 低关断电流：关断模式下供电电流小于3μA，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

CXSD61245D的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路主要包括：输入电容CIN（10μF×2）、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）、外部补偿网络（Rc/Cc）以及软启动电容CSS。

图1. CXSD61245D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、COMP）应远离SW节点布置。外部补偿网络（Rc/Cc）的取值需根据具体应用进行优化。

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)	Rc (kΩ)	Cc (nF)	电感 L (μH)	输出电容 COUT (μF)
8	273	51	2.2	10	22 × 2
5	62	11.8	33	2.2	6.8	22 × 2
3.3	75	24	22	2.2	3.6	22 × 2
2.5	25.5	12	16	2.2	3.6	22 × 2
1.8	10.5	12	10	2.2	2.2	22 × 2
1.2	12	24	8.2	2.2	2.2	22 × 2
1.0	3	12	6.8	2.2	2.2	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。

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	20	V
VSW	开关节点电压（稳态）	-0.3	VIN+0.3	V
VBOOT-VSW	自举电压差	-0.3	6	V
其他引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	20	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	4.5	18	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	—	4.5 – 18	V
输出电压范围	可调	0.8 – 12	V
连续输出电流	—	3	A
开关频率	固定	1.2	MHz
高侧MOSFET RDS(ON)	—	110	mΩ
低侧MOSFET RDS(ON)	—	90	mΩ
反馈参考电压	4.5V≤VIN≤18V	0.8	V
反馈参考电压精度	—	±1.5	%
最小导通时间	—	100	ns
最大占空比	—	78	%
关断电流	VEN=0V	0.5	μA
静态电流	VEN=3V, VFB=0.9V	0.8	mA
EN高电平阈值	—	1.8	V
EN低电平阈值	—	0.4	V
高侧电流限制	—	5.1	A
UVP触发阈值（H/L型）	% of VREF	50	%
误差放大器跨导	—	940	μA/V
COMP到电流检测跨导	—	4.7	A/V
SS充电电流	—	6	μA
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

CXSD61245D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COMP电压。当电感电流达到由COMP电压决定的阈值时，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 外部补偿网络设计

CXSD61245D支持 外部补偿网络 设计，通过COMP引脚的外接RC网络，允许设计人员根据具体应用需求优化环路响应。推荐使用串联RC网络（Rc和Cc）连接COMP到GND，在某些情况下可能需要额外的电容到GND。补偿网络的设计可以按照以下步骤进行：

• 设置穿越频率：建议穿越频率为开关频率的1/20至1/10（约60-120kHz），以获得良好的瞬态响应和稳定性。
• 计算Rc：Rc = (2π × fc × VOUT × COUT) / (GEA × VREF × GCS)，其中GEA为误差放大器跨导（940μA/V），GCS为COMP到电流检测跨导（4.7A/V）。
• 计算Cc：Cc = (RL × COUT) / Rc，其中RL = VOUT / IOUT_MAX。

6.3 可调软启动

CXSD61245D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：

例如，使用0.1μF电容时，软启动时间约为13.5ms。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 使能控制与关断模式

CXSD61245D提供EN引脚作为外部芯片使能控制。当EN电压低于 0.4V 时，芯片进入关断模式（关断电流<3μA）；当EN电压高于 1.8V 时，芯片启动软启动序列。EN引脚还可用于外部时序控制，通过外部电阻和电容从VIN连接至EN引脚可实现上电延时。

6.5 引脚短路矩阵特性

CXSD61245D集成了 引脚短路矩阵（Pin-Short Matrix）特性，在引脚发生意外短路时能够提供额外的保护机制，避免因引脚短路导致的系统失效或芯片损坏。这一特性增强了芯片在PCB组装和使用过程中的可靠性，特别适用于对可靠性要求较高的工业应用场景。

6.6 保护功能详解

CXSD61245D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5.1A），防止输出短路或过流造成的损坏。
• 输出欠压保护（UVP）：当反馈电压低于参考电压的 50% 时触发。CXSD61245DH提供打嗝模式（自动恢复），CXSD61245DL提供锁存模式（需外部复位）。
• 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。

7. 基于CXSD61245D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/3A的供电轨，为FPGA和外围电路供电，要求小尺寸方案和高可靠性。

• 系统配置：选用CXSD61245DH（打嗝模式UVP，适合需要自动恢复的应用），输入电压12V，输出电压5V，输出电流3A。根据推荐元件选型表：R1=62kΩ，R2=11.8kΩ，Rc=33kΩ，Cc=2.2nF，电感 6.8μH，输出电容 22μF × 2，自举电容 0.1μF，软启动电容 0.1μF（tSS≈13.5ms）。
• 输出电压设置：VOUT = 0.8V × (1 + R1/R2) = 0.8V × (1 + 62kΩ/11.8kΩ) = 5.00V，满足5V要求。
• 电感选择：输入12V、输出5V、开关频率1.2MHz，设纹波电流为0.72A（24%额定电流），L = 5V × (12V - 5V) / (12V × 1.2MHz × 0.72A) = 2.81μH，选用标准值 6.8μH（参考推荐值）。相比340kHz版本（15μH），电感尺寸显著减小。
• 补偿网络设计：设置穿越频率 fc = fSW/15 ≈ 80kHz。Rc = 2π × 80kHz × 44μF / (940μA/V × 4.7A/V) × 5V/0.8V ≈ 31.3kΩ，选用 33kΩ。Cc = (VOUT/IOUT_MAX × COUT) / Rc = (5V/3A × 44μF) / 33kΩ ≈ 2.2nF，选用 2.2nF。
• 热设计：在12V输入、5V/3A输出条件下，效率约90%，功耗约1.67W。SOP-8封装的θJA为75°C/W（标准铜面积），温升约125.3°C，在85°C环境温度下结温约210.3°C，远超125°C上限。强烈建议增加Exposed Pad下方的铜箔面积（如70mm²可将θJA降至49°C/W，温升约81.8°C，结温约166.8°C，仍超过上限）并配合散热器或强制风冷。对于3A大电流应用，需特别注意热管理。

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）应尽可能靠近VIN和GND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（R1/R2）应靠近FB引脚放置。
• 补偿网络布局：补偿元件（Rc/Cc）应靠近COMP引脚放置，走线应远离SW节点等噪声源。
• 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3A输出应用，建议将Exposed Pad下方的铜箔面积增加到70mm²以上，并增加散热过孔。

图2. CXSD61245D引脚封装图（SOP-8 Exposed Pad）

9. 订购信息与技术支持

CXSD61245D系列提供两种UVP模式选项，以适应不同的应用需求：

型号	UVP模式	故障恢复方式	封装类型	热阻 θJA
CXSD61245DH	打嗝模式	自动恢复	SOP-8 (Exposed Pad)	75°C/W
CXSD61245DL	锁存模式	需外部复位（EN/VIN）	SOP-8 (Exposed Pad)	75°C/W

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