CXSD61356 3A 高性能异步降压 DC-DC 转换器
4V-42V 宽输入 | 65V 瞬态 | 峰值电流模式 | AEC-Q100

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61356 | 封装：SOP-8 (Exposed pad)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61356 是一款 3A 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，并可承受 65V 负载突降瞬态，极大地简化了输入浪涌保护设计。输出电压可编程范围为 0.8V 至 VIN，内部基准电压 0.8V ±1.5%，并集成了低 RDS(ON) 高侧 MOSFET（150mΩ），提供极为紧凑的解决方案。

CXSD61356 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 90μA，关断电流仅 1.3μA。CXSD61356 通过 AEC-Q100 Grade 1 车规级认证，工作温度范围 -40°C 至 +125°C，采用 SOP-8（Exposed pad） 封装，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。CXSD61356 作为一款 3A 级高性能异步降压 DC-DC 转换器，凭借 峰值电流模式控制 和 65V 瞬态耐压，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 65V）极大地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 90μA，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。CXSD61356 采用 SOP-8（Exposed pad） 封装，热性能优异，适合高密度 PCB 布局。

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 ±1.5%，为输出电压提供稳定参考。
• 宽输入电压范围与 65V 瞬态耐压：支持 4V 至 42V 输入，可承受 65V 负载突降瞬态，显著简化汽车和工业应用中的浪涌保护设计。
• 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 90μA，提高轻载效率。
• 内部软启动：内置软启动电路，有效限制启动浪涌电流。
• 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

CXSD61356 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。

图1. CXSD61356 典型应用电路

4. 极限参数与电气特性

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN	电源输入电压	-0.3	45	V
VEN	使能引脚电压	-0.3	45	V
VSW	开关节点电压	-0.6	45	V
VSW（t ≤ 100ns）	开关节点瞬态	-5	50	V
VSW（t ≤ 5ns）	开关节点瞬态	-7	70	V
VBOOT - VSW	自举至 SW 电压	-0.3	6	V
其他引脚	其他引脚电压	-0.3	6	V
PD @ TA=25°C	功耗	—	—	W
θJA	结到环境热阻（JEDEC）	—	31.8	°C/W
θJA(EVB)	结到环境热阻（EVB）	—	31.4	°C/W
TJ	结温	—	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（软启动完成后）	4	42	V
输出电压	0.8	VIN	V
结温范围	-40	150	°C

参数	条件	典型值	单位
输入电压范围（软启动完成后）	—	4 – 42	V
UVLO 上升阈值	VIN 上升	4.3	V
UVLO 下降阈值	VIN 下降	3.9	V
关断电流（ISHDN）	VEN = 0V	1.3	μA
静态电流（IQ）	VEN = 2V，非开关	90	μA
内部基准电压（VREF）	—	0.8	V
基准精度	—	±1.5	%
高侧 RDS(ON)	VIN = 12V	150	mΩ
电流限制（ILIM）	fSW = 500kHz	—	A
开关频率（可编程）	RT 电阻设置	100 – 2500	kHz
同步频率范围	外部时钟	300 – 2200	kHz
最小导通时间	—	100	ns
最小关断时间	—	130	ns
EN 上升阈值（VTH_EN）	—	1.25	V
EN 迟滞	—	—	V
UVP 阈值	VREF 百分比	50	%
OVP 阈值	VREF 百分比	109	%
热关断阈值	—	175	°C
热恢复迟滞	—	15	°C

5. 工作原理与设计指导

5.1 峰值电流模式控制

CXSD61356 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（90μA，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，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 时内部保险丝熔断等）。

6. 基于 CXSD61356 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/2.5A 电源，要求高效率、低 EMI，并满足 AEC-Q100 要求。

• 系统配置：选用 CXSD61356，VIN = 12V（4V-42V 范围），VOUT = 5V，IOUT = 2.5A。开关频率选择 500kHz（RT 电阻 ≈ 280kΩ），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% × 2.5A = 0.75A，计算得 L ≈ 10μH。选用 10μH/4A 饱和电流的屏蔽电感。
• 输入电容：选用 2.2μF × 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 × 2 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 ≥3A。
• 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 ≈ 5.6kΩ，CCOMP ≈ 22nF，CCOMP2 可选。

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。
• 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) ≈ 31.4°C/W。

8. 引脚封装图

CXSD61356 采用 SOP-8（Exposed pad） 封装，8 引脚，带底部散热焊盘，适合高密度 PCB 布局和标准 SMT 工艺。

图2. CXSD61356 引脚封装图（SOP-8 EP）

9. 订购信息与技术支持

CXSD61356 采用 SOP-8（Exposed pad） 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。