CXSD61254/59/60/61 ACOT同步降压DC/DC转换器
4.5V-18V宽输入 | 2A输出 | 700kHz | 快速瞬态响应

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61254/59/60/61 | 封装：TSSOP-14(EP) / WDFN-10L 3x3 / SOP-8(EP)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61254/59/60/61 系列是采用高级恒定导通时间（ACOT™）控制架构的高性能同步降压DC/DC转换器。该系列芯片支持 4.5V至18V 的宽输入电压范围，提供高达 2A 的连续输出电流，输出电压可调范围 0.765V至8V。ACOT™架构实现了 超快速瞬态响应，并允许使用 低ESR陶瓷输出电容，无需复杂的外部补偿。芯片以 700kHz 固定开关频率工作，在输入电压和负载变化范围内保持优异的频率稳定性。内部集成 150mΩ 高侧 MOSFET 和 105mΩ 低侧 MOSFET，在全负载范围内提供高转换效率。 逐周期谷值电流限制 提供精确的过流保护，外部可调软启动消除启动浪涌。该系列提供多种型号选择：CXSD61254/61（基础型，含轻载DCM模式或固定频率）、CXSD61259/60（增强型，集成UVP/OVP保护）。采用 TSSOP-14（Exposed Pad）、WDFN-10L 3x3 和 SOP-8（Exposed Pad） 多种封装，是工业与商业低功耗系统、计算机外设、LCD显示器和FPGA/ASIC负载点稳压的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在现代电子系统中，电源轨的瞬态响应速度和稳定性对高性能处理器、FPGA和ASIC的正常工作至关重要。CXSD61254/59/60/61 系列作为 ACOT™同步降压转换器，其核心优势在于 先进的恒定导通时间控制架构，实现了近乎瞬时的负载瞬态响应，同时在整个输入电压和负载范围内保持 700kHz的准恒定开关频率。与传统电流模式或电压模式控制相比，ACOT™架构无需复杂的补偿网络，大大简化了设计，并允许使用小尺寸、低成本的陶瓷输出电容。

芯片内部集成了高侧和低侧功率MOSFET，导通电阻分别低至 150mΩ 和 105mΩ，在2A满载条件下有效降低导通损耗，提升系统整体效率。 700kHz固定开关频率 允许使用小型电感器和陶瓷电容，显著减小PCB占板面积。 逐周期谷值电流限制 通过监测低侧MOSFET的压降实现精确保护，防止电感电流失控。外部可调 软启动（SS） 功能支持预偏置输出启动，避免启动时的输入浪涌电流。该系列提供多种型号选项： CXSD61254/61 为基本型，其中61254支持轻载断续模式（DCM）提升轻载效率，61261为固定频率模式； CXSD61259/60 增强型集成输出欠压保护（UVP）和过压保护（OVP），其中61259采用锁存模式，61260采用hiccup模式。CXSD61254/59/60/61 采用 TSSOP-14（Exposed Pad）、WDFN-10L 3x3 和 SOP-8（Exposed Pad） 多种封装，灵活适配不同PCB空间和散热需求。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT™（高级恒定导通时间）控制：专有的ACOT架构结合了恒定导通时间控制的快速瞬态响应和准固定频率特性，通过内部虚拟电感电流斜坡替代ESR斜坡，实现对低ESR陶瓷电容的稳定支持。
• 准固定开关频率（700kHz）：通过测量实际开关频率并反馈调节导通时间，在输入电压和负载变化范围内保持频率稳定，减少EMI干扰风险。
• 逐周期谷值电流限制：在低侧MOSFET导通期间监测其源漏电压，结合温度补偿实现精确的谷值电流检测，限流阈值典型值3.5A，提供约1A的滞回区间防止误触发。
• 可调软启动（SS）：外部SS引脚电容设定软启动时间（2μA充电电流），支持预偏置输出启动，确保启动过程平滑无浪涌。
• 轻载模式选项：CXSD61254在轻载时自动进入断续导通模式（DCM），降低开关频率提升轻载效率；CXSD61261采用固定频率模式，适合对频率稳定性要求更高的应用。
• 输出保护功能（CXSD61259/60）：集成输出欠压保护（UVP，阈值70% VREF）和过压保护（OVP，阈值120% VREF），CXSD61259采用锁存模式，CXSD61260采用hiccup模式（自动恢复）。
• 电源良好指示（PGOOD）：开漏输出，当FB电压高于90%参考电压时释放，低于85%时拉低，提供系统状态监控。
• 使能与UVLO：EN引脚支持1.6V至18V宽范围输入，可直接连接VIN实现自动启动；内部PVCC欠压锁定（UVLO）防止MOSFET不完全导通时工作。
• 热关断保护（TSD）：结温超过150°C时关断，降温25°C后自动重启，确保芯片在极端条件下的安全。

3. 引脚封装图

引脚封装图：TSSOP-14（Exposed Pad）/ WDFN-10L 3x3 / SOP-8（Exposed Pad）

4. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（4.5V-18V输入，2A输出）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT™ 控制架构

CXSD61254/59/60/61 采用 高级恒定导通时间（ACOT™） 控制架构，这是对传统恒定导通时间（COT）控制的重大改进。传统COT控制具有快速瞬态响应的优势，但存在两个主要缺点：一是开关频率随输入/输出电压变化而显著变化；二是需要输出电容提供足够的ESR来保证环路稳定，限制了陶瓷电容的使用。

ACOT™架构通过以下方式解决了这些问题：

• 导通时间自适应调节：导通时间与VOUT成正比、与VIN成反比，同时通过测量实际开关频率并反馈调节导通时间，确保在输入电压和负载变化范围内保持 准固定700kHz开关频率。
• 虚拟电感电流斜坡：芯片内部生成虚拟的电感电流斜坡信号，替代传统COT控制中依赖输出电容ESR产生的斜坡，从而允许使用 低ESR陶瓷输出电容，无需外部补偿网络。
• 最小关断时间（tOFF(MIN)）：典型值230ns，确保在开关噪声期间不进行调节决策，提高抗噪性，同时允许在需要时快速重复导通，提升瞬态响应。

6.2 输出电压设置

输出电压通过外部分压电阻网络设置，FB引脚内部参考电压为 0.765V（典型值）。输出电压计算公式如下：

推荐使用 1% 精度电阻。例如，输出 5V 时，R1/R2 = (5/0.765 - 1) ≈ 5.54，若 R2=10kΩ，则 R1≈55.4kΩ（可选用 56.2kΩ 标准电阻）。

推荐元件配置（VIN=12V，fSW=700kHz）：

6.3 软启动与使能时序

软启动时间通过 SS 引脚外接电容设定。内部 2μA 电流源 对电容充电，FB电压跟踪SS电压。软启动时间计算公式：

例如，3.9nF 电容对应约 2.6ms。推荐电容范围 2.7nF 至 220nF。SS引脚不可悬空。软启动期间芯片以断续模式工作，防止负电感电流，支持 预偏置输出启动。

EN引脚支持 1.6V 至 18V 宽电压输入，可直接连接VIN实现自动启动。EN引脚内部有下拉电阻（CXSD61254/61约440kΩ），可通过外部电阻分压设定精确的输入电压锁定阈值。

6.4 谷值电流限制

芯片采用 逐周期谷值电流限制，在低侧MOSFET导通期间监测其源漏电压（RDS(ON)），并加入温度补偿以提高精度。典型限流阈值为 3.5A，并具有约 1A 的滞回区间，防止在限流阈值附近频繁触发。当电感电流超过上限阈值时，禁止导通信号；只有当电流降至下限阈值以下时，才允许下一个导通脉冲。这种机制有效防止平均输出电流过度超过限流值。

CXSD61259/61 还包含 负电流限制，保护芯片免受过大反向电流损坏。

6.5 保护功能详解（CXSD61259/60）

• 输出欠压保护（UVP）：当FB电压低于70%参考电压且持续超过250μs（典型）时触发。CXSD61259（TSSOP-14）采用 锁存模式，需通过EN或VIN复位；CXSD61260（WDFN-10L）采用 hiccup模式，自动尝试恢复。
• 输出过压保护（OVP）：当FB电压高于120%参考电压且持续超过5μs（典型）时触发。CXSD61259采用锁存模式，CXSD61260采用hiccup模式。
• 输入欠压锁定（UVLO）：监测PVCC引脚电压，低于UVLO下降阈值时停止开关，高于上升阈值时恢复，具有0.3V迟滞。
• 热关断保护（TSD）：结温超过150°C时关断，降温25°C后自动重启。
• 电源良好（PGOOD）：开漏输出，FB高于90% VREF时释放，低于85%时拉低。

6.6 电感器选型

电感值直接影响纹波电流和系统瞬态响应。建议纹波电流为最大负载电流的 20%（ΔIL = 0.2 × IOUT(MAX)）。电感值计算公式：

在最高输入电压下纹波电流最大，应以此条件设计。推荐电感值范围：1.5μH 至 4.7μH。选用低DCR、高饱和电流的电感，饱和电流应大于峰值限流值（约3.5A）。

6.7 输入与输出电容选型

输入电容建议使用 10μF + 0.1μF 低ESR陶瓷电容 并联，靠近VIN引脚放置。输入RMS电流在最坏情况（VIN=2×VOUT）下为 IOUT/2。

输出电容建议使用 22μF 至 68μF 陶瓷电容（X5R/X7R），低ESR特性与ACOT架构完美匹配。输出纹波可按下式估算：

推荐使用 Murata、TDK 或 TAIYO YUDEN 的 X5R/X7R 系列电容。

7. 基于 CXSD61254 的负载点电源设计实例

设计目标：一款工业控制板，需要为 FPGA 核心提供 1.8V/2A 的负载点电源，输入来自 12V 工业总线，要求快速瞬态响应、小尺寸和高可靠性，使用陶瓷电容。

• 系统配置：选用 CXSD61254（SOP-8 EP封装），VIN=12V，VOUT=1.8V，IOUT=2A。电感 L=2.2μH（DCR<30mΩ），输入电容 CIN=10μF（X7R，25V）+0.1μF，输出电容 COUT=22μF（陶瓷）。分压电阻 R1=16.8kΩ，R2=22.1kΩ（VREF=0.765V）。软启动电容 CSS=3.9nF（tSS≈2.6ms）。
• 效率表现：在 12V 输入、1.8V/2A 输出条件下，典型效率高于 88%，轻载时CXSD61254的DCM模式有效提升轻载效率。
• 瞬态响应：ACOT架构提供近乎即时的瞬态响应，在 0.2A-2A 负载阶跃下，输出电压跌落小于 50mV，恢复时间小于 20μs。
• 热设计：SOP-8（Exposed Pad）封装 θJA=49°C/W（70mm²铜箔），在 TA=25°C 时最大功耗 2.04W。实际满载功耗约 0.8W，温升约 40°C，结温低于 85°C，满足要求。
• 保护配置：逐周期谷值限流保护，热关断保护。EN引脚连接至系统控制器实现时序控制。

8. PCB 布局建议

ACOT架构对PCB布局的要求相对宽松，但遵循以下指南可确保最佳性能：

• 主功率回路最小化：将输入电容、CXSD61254 的 VIN 和 GND 引脚、LX 节点以及输出电感紧密布局，减小功率回路的寄生电感和电阻。
• LX 节点控制：LX 走线应短而宽，但面积尽可能小以降低辐射EMI。SW节点避免大面积铺铜。
• 输入电容靠近芯片：输入电容应尽可能靠近 VIN 和 GND 引脚放置，以减小输入回路寄生电感。
• 输出电容靠近负载：输出电容应靠近负载端放置，以提供最佳的瞬态电流响应。
• 反馈网络短而直接：FB 分压电阻应紧靠芯片放置，走线远离 LX 节点和电感等噪声源。建议在FB引脚与地之间放置小电容（C3）以滤除高频噪声。
• GND 与散热焊盘：GND引脚和Exposed Pad必须连接至大面积地平面，通过多个过孔散热。建议采用多层PCB设计，地平面作为第二层。
• BOOT 电容：0.1μF 自举电容应紧靠 BOOT 和 SW 引脚放置。

9. 型号选型指南

10. 订购信息与技术支持

CXSD61254/59/60/61 系列提供 TSSOP-14（Exposed Pad）、WDFN-10L 3x3 和 SOP-8（Exposed Pad） 三种封装选项，无铅、RoHS合规，工作温度范围 -40°C 至 +85°C（环境），结温范围 -40°C 至 +125°C。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，助力客户快速完成产品开发。