CXSD61355 5A 高性能异步降压 DC-DC 转换器
4V-42V 宽输入 | 峰值电流模式 | 可编程频率 | AEC-Q100

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61355 | 封装：WDFN-10L 4x4 / SOP-8 (Exposed pad)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61355 是一款 5A 高效率、异步降压 DC-DC 转换器，采用峰值电流模式控制，专为汽车和工业应用优化。芯片支持 4V 至 42V 的宽输入电压范围（可承受 45V 负载突降瞬态），输出电压可编程范围为 0.8V 至 VIN，内部基准电压 0.8V ±1%，并集成了低 RDS(ON) 高侧 MOSFET（70mΩ），提供极为紧凑的解决方案。

CXSD61355 采用 峰值电流模式控制，配合简单的外部补偿，可使用小尺寸电感，实现快速瞬态响应和良好的环路稳定性。芯片支持 可编程开关频率（100kHz 至 2.5MHz） 和 外部时钟同步（300kHz 至 2.2MHz），并内置 展频（Spread Spectrum） 功能，有效降低 EMI 辐射。芯片具备 轻载省电模式（PSM），在轻载时降低开关频率，提高效率，静态电流低至 100μA，关断电流仅 2.25μA。CXSD61355 提供 WDFN-10L 4x4 和 SOP-8（Exposed pad） 两种封装，其中 GQW 型号支持 外部可调软启动 和 电源良好指示，通过 AEC-Q100 Grade 1 车规级认证，工作温度范围 -40°C 至 +125°C，是汽车、通信、工业 12V/24V 电源系统以及 USB 充电端口的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在汽车电子、工业自动化、通信设备和电机控制等应用中，系统需要从 12V 或 24V 总线获取稳定的低压电源，同时要应对宽输入电压变化和负载突降瞬态。CXSD61355 作为一款 5A 级高性能异步降压 DC-DC 转换器，凭借 峰值电流模式控制，提供快速瞬态响应和良好的环路稳定性，同时宽输入电压范围（4V-42V，承受 45V）简化了输入浪涌保护设计。

芯片的 可编程开关频率（100kHz-2.5MHz） 允许设计者在效率和尺寸之间灵活取舍，而 展频功能 则帮助系统通过 CISPR 和汽车 EMI 标准。芯片支持 外部时钟同步，便于多相或敏感频率应用。 轻载省电模式（PSM） 在轻载时降低开关频率，减少损耗，静态电流仅 100μA，非常适合电池供电或待机应用。

芯片集成完整的保护功能，包括 输入欠压锁定（UVLO）、逐周期高侧峰值电流限制、输出欠压保护（UVP） 带 Hiccup 恢复、输出过压保护（OVP） 和 过温保护（OTP），确保系统在异常条件下安全运行。CXSD61355 提供 WDFN-10L 4x4 和 SOP-8（Exposed pad） 两种封装，其中 GQW 型号（WDFN）支持外部软启动和 PGOOD，灵活适配不同设计需求。

2. 主要特点与技术亮点

• 峰值电流模式控制：提供快速的线路和负载瞬态响应，外部补偿允许针对各种输出电容优化环路稳定性。
• 0.8V 高精度基准：内部基准电压 0.8V，精度 ±1%，为输出电压提供稳定参考。
• 宽输入电压范围：支持 4V 至 42V 输入，可承受 45V 负载突降瞬态，简化汽车和工业应用中的浪涌保护。
• 可编程开关频率（RT 模式）：通过外部电阻设置 100kHz 至 2.5MHz 频率，在效率和尺寸之间灵活取舍。
• 外部时钟同步（SYNC 模式）：可将开关频率同步至外部时钟（300kHz-2.2MHz），便于多相或敏感频率应用。
• 展频（Spread Spectrum）：内置展频功能（+6% 频率抖动），有效降低 EMI 辐射，帮助满足 CISPR 和汽车 EMI 标准。
• 轻载省电模式（PSM）：在轻载时自动降低开关频率，减少开关损耗，静态电流低至 100μA，提高轻载效率。
• 可调软启动（GQW 型号）：SS/TR 引脚外接电容可编程软启动时间，有效限制启动浪涌电流。
• 电源良好指示（GQW 型号）：PGOOD 开漏输出提供电源状态指示，支持系统上电时序和故障监控。
• 全面保护：输入欠压锁定（UVLO）、逐周期高侧峰值电流限制、输出欠压保护（UVP）带 Hiccup 恢复、输出过压保护（OVP）和过温保护（OTP），确保系统安全。
• AEC-Q100 Grade 1 认证：通过汽车级可靠性认证，适用于严苛的汽车环境。

3. 典型应用电路

CXSD61355 的典型应用电路包含输入电容 CIN、输出电容 COUT、功率电感 L、续流二极管 D1、自举电容 CBOOT、反馈电阻分压网络（R1/R2）以及补偿网络（RCOMP、CCOMP）。芯片的 VIN 引脚连接输入电源，SW 引脚连接电感和续流二极管，FB 引脚通过分压电阻设置输出电压，EN 引脚控制使能，RT/SYNC 引脚设置频率或接受外部时钟，COMP 引脚外接补偿网络。对于 GQW 型号，SS/TR 引脚外接电容设定软启动时间，PGOOD 引脚提供电源状态指示。

图1. CXSD61355 典型应用电路

4. 极限参数与电气特性

5. 工作原理与设计指导

5.1 峰值电流模式控制

CXSD61355 采用 峰值电流模式控制，在每个时钟周期开始时，内部高侧 MOSFET 导通，电感电流上升。电感电流被内部监测，与 COMP 引脚电压（由误差放大器根据反馈电压产生）进行比较，当电感电流达到阈值时，高侧 MOSFET 关断，电感电流通过外部续流二极管续流。这种控制方式提供快速的线路和负载瞬态响应，并逐周期限制电流。

5.2 轻载省电模式（PSM）

在轻载条件下，芯片工作在 省电模式（PSM）。当 VFB 低于 PSM 阈值时，芯片开始开关；当 VFB 足够高时停止开关。在 PSM 期间，峰值电感电流由最小导通时间控制，确保低输出纹波。在非开关周期，大部分内部电路关断，供电电流降至静态电流（100μA，典型值），降低功耗。负载越轻，非开关周期越长，有效开关频率越低，减少开关损耗。

5.3 频率设置与同步

RT/SYNC 引脚通过外部电阻设置开关频率（100kHz-2.5MHz）。芯片也可通过该引脚接受外部时钟（300kHz-2.2MHz）实现同步。同步频率应等于或高于 RT 电阻设置的频率。芯片内置频率折返功能，在过载或短路时降低开关频率（分频 1,2,4,8），保护器件。

5.4 展频操作

芯片内置 展频（Spread Spectrum） 功能，通过伪随机序列将开关频率抖动 +6%（例如 2.1MHz 扩展至 2.226MHz），有效降低 EMI 峰值，帮助满足 CISPR 和汽车 EMI 要求。展频在软启动完成后激活，不能与外部同步同时使用。

5.5 保护机制

• 高侧峰值电流限制：逐周期检测，当电流超过阈值时关断高侧 MOSFET。
• 输出欠压保护（UVP）：当 VFB 低于 50% VREF 时触发，进入 Hiccup 模式（GQW 型号放电 SS/TR，然后尝试重启），故障移除后自动恢复。
• 输出过压保护（OVP）：当 VFB 超过 109% VREF 时，高侧 MOSFET 强制关断，直到 VFB 降至 106% VREF 以下。
• 输入欠压锁定（UVLO）：监测 VIN 电压，低于阈值时关断。
• 过温保护（OTP）：结温超过 175°C 时关断，温度下降 15°C 后重启。
• 引脚短路保护：针对相邻引脚短路提供保护（如 BOOT 短路至 VIN 时内部保险丝熔断，EN 高耐压避免烧毁等）。

6. 基于 CXSD61355 的汽车 USB 充电端口设计实例

设计目标：一款汽车 USB 充电端口，需要从 12V 汽车电池（冷启动 4V，瞬态 42V）产生 5V/3A 电源，要求高效率、低 EMI，并满足 AEC-Q100 要求。

• 系统配置：选用 CXSD61355GQW（WDFN-10L 封装，带 PGOOD 和 SS/TR），VIN = 12V（4V-42V 范围），VOUT = 5V，IOUT = 3A。开关频率选择 400kHz（RT 电阻 ≈ 300kΩ），启用展频降低 EMI。选用外部续流二极管（如 BAT54S）。
• 电感选择：根据公式 L = VOUT × (VIN - VOUT) / (VIN × fsw × ΔIL)，取 ΔIL = 30% × 3A = 0.9A，计算得 L ≈ 6.8μH。选用 6.8μH/5A 饱和电流的屏蔽电感。
• 输入电容：选用 4.7μF × 2 陶瓷电容 + 0.1μF 高频去耦，靠近 VIN 引脚。输入电容耐压 50V，X7R 介质。
• 输出电容：选用 47μF × 3 陶瓷电容，满足纹波和瞬态要求。
• 续流二极管：选用 Schottky 二极管（如 1N5819），反向耐压 ≥50V，平均电流 ≥5A。
• 反馈电阻：根据 VOUT = 0.8V × (1 + R1/R2)，选 R2 = 10kΩ，R1 = 52.5kΩ（5V）。
• 补偿网络：根据数据手册推荐，RCOMP ≈ 4.7kΩ，CCOMP ≈ 22nF，CCOMP2 可选。
• 软启动：SS/TR 引脚外接 10nF 电容，软启动时间约 4.7ms。

7. PCB 布局建议

• 主功率回路：VIN、SW、电感、续流二极管和输出电容形成的回路应尽可能短而宽，减少寄生电感。
• 输入电容放置：高频去耦电容（0.1μF）尽可能靠近 VIN 引脚，X7R 介质，0402 或 0603 封装。
• 续流二极管和电感：续流二极管和电感应靠近 IC，SW 节点面积尽可能小，减少辐射。
• 自举电容：CBOOT（0.1μF）尽可能靠近 BOOT 和 SW 引脚，X7R 介质，耐压 ≥6.3V。
• 反馈网络：FB 分压电阻靠近 IC，反馈走线远离噪声源。
• RT/SYNC 电阻：靠近 RT/SYNC 引脚，走线尽量短，减少噪声耦合。
• 补偿网络：RCOMP 和 CCOMP 靠近 COMP 引脚。
• SS/TR 和 PGOOD（GQW）：SS/TR 电容靠近引脚，PGOOD 上拉电阻靠近。
• 地平面：使用 4 层 PCB，提供大面积地平面。AGND 和 PGND 单点连接。
• 散热设计：芯片底部散热焊盘必须焊接至 PCB 地平面，多热过孔改善散热。4 层 2oz 铜 PCB 可实现 θJA(EVB) ≈ 30.4°C/W (WDFN) 或 30°C/W (SOP-8 EP)。

8. 引脚封装图

CXSD61355 提供 WDFN-10L 4x4 和 SOP-8（Exposed pad） 两种封装。WDFN 封装 10 引脚，4mm × 4mm 尺寸，底部散热焊盘，支持外部软启动和 PGOOD；SOP-8 封装 8 引脚，带底部散热焊盘，适合不同 PCB 布局需求。

图2. CXSD61355 引脚封装图（WDFN-10L 4x4 / SOP-8 EP）

9. 订购信息与技术支持

CXSD61355 提供 WDFN-10L 4x4 和 SOP-8（Exposed pad） 两种封装，无铅、RoHS 合规，支持 AEC-Q100 Grade 1 汽车级应用。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。