CXSU63317 2.1A同步升压稳压器 | 1.8V-5.5V输入 | CMCOT | 可调电流限制 - 嘉泰姆电子

CXSU63317 2.1A同步升压稳压器 | 1.8V-5.5V输入 | CMCOT | 可调电流限制 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSU63317
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:开关稳压器升压 (Boost)
产品状态:量产
浏览次数:14 次
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产品简介

CXSU63317 是一款2.1A同步升压稳压器,支持1.8V-5.5V输入,输出1.8V-5.5V可调,集成CMCOT拓扑、PSM轻载模式、可调平均输出电流限制(ILIM引脚)、输出过压保护、输出短路保护,适用于单节锂电池、智能手机、便携设备。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)1.8V~5.5V
输出电压 (VOUT)1.8V~5.5V
输出电流 (IOUT)6A
工作频率500kHz
转换效率95%
封装类型TSOT-28(FC)
Topology开关稳压器升压 (Boost)
Control methodResistor
Switching frequency2000kHz~4000kHz
FeaturesAdjustable Current Limit;Enable Input;Internal Compensation;OCP;OVP;SCP
Application升压 (Boost)
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ron (typ) (Ohm)0.03;0.045
InterfaceI2C
Iq (typ) (mA)0.09

产品详细介绍

CXSU63317 2.1A同步升压稳压器 | 1.8V-5.5V输入 | CMCOT | 可调电流限制 - 嘉泰姆电子

CXSU63317 2.1A同步升压稳压器
1.8V-5.5V输入 | CMCOT拓扑 | 可调电流限制 | PSM轻载高效

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSU63317 | 封装:TSOT-23-8(FC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSU63317 是一款高效、紧凑的同步升压稳压器,专为单节锂离子或磷酸铁锂电池供电的系统设计。芯片支持 1.8V至5.5V 的宽输入电压范围,输出可编程设定为 1.8V至5.5V(通过外部反馈电阻调节),提供高达 2.1A 的连续负载电流。其采用 CMCOT(Constant-on-Time with Current Mode Control) 拓扑,在输入电压接近输出电压时仍能保持极小的输出纹波,同时具备 PSM(Power Save Mode) 轻载模式,峰值效率可达 96%。CXSU63317 集成同步整流功率管,无需外部肖特基二极管,并内置 可调平均输出电流限制(通过 ILIM 引脚设定两级限流阈值)、输出过压保护、输出短路保护、输出放电功能以及 True Load Disconnect(真正负载断开),确保系统安全可靠。芯片采用 TSOT-23-8(FC) 小封装,配合 1.5μH 电感和 22μF 输入/输出电容,是智能手机、便携设备及单节锂电池应用的理想电源方案。

核心优势: 1.8V-5.5V宽输入/输出 | 2.1A负载能力 | CMCOT拓扑(低纹波)| 同步整流 | PSM轻载高效 | 可调平均电流限制(ILIM)| 输出过压/短路保护 | 输出放电 | True Load Disconnect | TSOT-23-8封装。

1. 产品概述与市场定位

随着智能手机、可穿戴设备及物联网终端对电池续航能力的要求不断提高,新一代锂电池(如高电压 LiCoO2 或 LiFePO4)在放电末期电压可能低于系统所需的最低工作电压(例如3.3V)。CXSU63317 作为一款 同步升压转换器,能够在电池电压低至1.8V时仍稳定输出所需电压(最高5.5V),从而充分利用电池容量,延长设备运行时间。芯片的 CMCOT 控制架构 在输入电压接近输出时仍可保持极低输出纹波,非常适合对电源噪声敏感的射频和音频电路。其 PSM 轻载模式 在轻载时自动降低开关频率,减少损耗,提升整体效率。CXSU63317 还提供 ILIM 引脚 用于设定两级平均输出电流限制,用户可根据负载需求灵活配置,防止过载。芯片内置 输出放电功能,在关断后10ms内快速泄放输出电容余电,确保下次上电时序可靠。CXSU63317 采用 TSOT-23-8(FC) 封装,配合小尺寸外围元件,整体方案面积小,非常适合空间受限的便携设备。

2. 主要特点与技术亮点

宽输入/输出电压1.8V-5.5V
2.1A 输出能力连续输出电流
CMCOT拓扑低纹波,瞬态响应快
同步整流无需外部二极管,效率高达96%
PSM轻载模式提升轻载效率
可调平均电流限制ILIM引脚设定两级阈值
输出过压保护防止电压过高
输出短路保护安全可靠
True Load Disconnect关断时真正断开负载
输出放电功能快速泄放余电
  • 极少外部元件:仅需 1.5μH 电感、22μF 输入电容和 22μF×2 输出电容(0805 尺寸)。
  • 输出电压可调:通过外部反馈电阻分压,FB 参考电压为 0.5V,可灵活设定 1.8V 至 5.5V 任意输出。
  • 可编程电流限制:ILIM 引脚拉高或拉低,可选择两级平均输出电流限值,适配不同负载能力。
  • 内部补偿:无需外部补偿网络,简化设计。
  • 保护功能:输入欠压锁定(UVLO)、逐周期谷值电流限制、输出过压保护(OVP)、输出短路保护、过温保护(OTP)。
  • 故障恢复:发生故障后 20ms 自动重启。

3. 引脚配置与功能描述

CXSU63317 采用 TSOT-23-8(FC)封装,主要引脚包括:VIN(电源输入)、FB(反馈输入,参考0.5V)、VOUT(输出)、PGND(功率地)、GND(模拟地)、SW(开关节点)、EN(使能)、ILIM(平均输出电流限制控制)。详细引脚分布请参考数据手册。

引脚封装图
图1. 引脚封装图(TSOT-23-8 顶视图)

4. 典型应用电路

CXSU63317 的典型应用电路包含输入电容 CIN(22μF)、输出电容 COUT(22μF×2)、功率电感 L(1.5μH)、反馈分压电阻 R1/R2、使能控制 EN 以及电流限制设定 ILIM。芯片通过 FB 引脚检测输出电压,经内部误差放大器与 0.5V 参考比较后控制升压占空比,实现稳定输出。

典型应用电路
图2. 典型应用电路(CXSU63317 升压稳压器)

5. 极限参数与电气特性

极限参数(Absolute Maximum Ratings)
符号参数最小值最大值单位
VIN, FB, ILIM, EN, SW对 GND 电压-0.26V
VOUT对 GND 电压6.2V
TJ结温范围-40150°C
TSTG存储温度-65150°C
ESD(HBM)人体模型2kV
推荐工作条件
参数最小值最大值单位
VIN 输入电压1.85.5V
VOUT 输出电压1.85.5V
环境温度-4085°C
结温-40125°C
关键电气特性(VIN=3.6V,TA=25°C,典型值)
参数条件典型值单位
VIN 工作范围VIN < VOUT - 0.2V1.8-5.5V
VOUT 范围1.8-5.5V
UVLO 上升阈值1.65V
UVLO 下降阈值1.55V
FB 参考电压强制PWM模式0.5V
输出电压精度PSM模式,IOUT=0mA±2%
开关频率1.5MHz
最大负载电流2.1A
谷值电流限制3.5A
软启动输入电流(LIN1)1A
软启动输入电流(LIN2)3A
关断电流EN=0<1μA
输出放电时间EN拉低后10ms

6. 工作原理与设计指导

6.1 CMCOT 控制与 PSM 模式

CXSU63317 采用 CMCOT(恒定导通时间 + 电流模式控制) 架构,在输入电压接近输出电压时仍能保持极低输出纹波,并具有快速的瞬态响应。轻载时,芯片自动进入 PSM(Power Save Mode),通过脉冲频率调制降低开关损耗,提升轻载效率。在 PSM 模式下,输出电压会略高于设定值,当负载增加时自动切换至 PWM 模式。

6.2 输出电压设置

输出电压通过外部反馈电阻分压设定,FB 引脚参考电压为 0.5V。计算公式为:
VOUT = VFB × (1 + R1/R2),其中 VFB = 0.5V。建议 R2 取值在 100kΩ 左右,以兼顾功耗和噪声抑制。

6.3 平均输出电流限制(ILIM 引脚)

ILIM 引脚为数字逻辑输入,用于选择两级平均输出电流限制阈值:

  • ILIM = 低:设定较低的电流限制值(具体值见数据手册)。
  • ILIM = 高:设定较高的电流限制值。

该功能可帮助系统根据负载能力灵活配置过流保护点,防止输出短路或过载时损坏器件。

6.4 保护机制

  • 输入欠压锁定(UVLO):VIN 低于 1.55V 时关闭芯片,高于 1.65V 时恢复。
  • 逐周期谷值电流限制:监测电感电流,防止过流。
  • 输出过压保护(OVP):输出电压超过 6V(典型)时关断功率管,防止损坏负载。
  • 输出短路保护:输出对地短路时,芯片进入故障态并尝试重启。
  • 过温保护(OTP):结温超过 150°C(典型)时关断,冷却后重启。
  • 输出放电功能:EN 拉低后,内部放电开关导通 10ms,快速泄放输出电容余电。
  • True Load Disconnect:关断时输出与输入物理断开,防止反向漏电。

6.5 元件选型指导

  • 电感 L:推荐 1.5μH,饱和电流 ≥5A,DCR 低(如 TDK SPM6530T 或 Taiyo Yuden NRS5040T)。
  • 输入电容 CIN:至少 22μF 陶瓷电容(X5R/X7R,耐压 ≥16V),靠近 VIN 和 GND 放置,另加 1μF 高频旁路电容。
  • 输出电容 COUT:推荐 22μF × 2 陶瓷电容(X5R/X7R,耐压 ≥10V),靠近 VOUT 和 PGND,以降低输出纹波。纹波计算:COUT = tSW × (1 - VIN/VOUT) × ILOAD / VRIPPLE(P-P)。
  • 反馈电阻:R2 取 100kΩ 左右,R1 = R2 × (VOUT/0.5 - 1)。

7. 基于 CXSU63317 的智能手机电源设计实例

设计目标:一款智能手机,采用单节 LiFePO4 电池(标称3.2V,放电终止电压2.5V),需为系统 PMIC 提供稳定的 3.8V/1.8A 电源,同时支持动态调压以优化功耗。

  • 系统配置:选用 CXSU63317(TSOT-23-8 封装),VIN=2.5V-4.2V,VOUT 设定为 3.8V(通过 R1/R2 设定),最大负载 1.8A。
  • 电感:1.5μH,饱和电流 5A(如 TDK SPM6530T)。
  • 输入电容:22μF/16V X5R(0805)靠近 VIN,另加 1μF 旁路电容。
  • 输出电容:两个 22μF/10V X5R(0805)并联,靠近 VOUT。
  • 控制逻辑:EN 接系统使能信号,ILIM 接高电平(设定较高电流限制),FB 分压电阻设定 3.8V。
  • 启动过程:系统上电后,EN 置高,芯片经过 LIN1/LIN2 预充、软启动后进入升压模式,当电池电压高于 4.0V 时自动切换为旁路模式(直通),降低功耗。
  • 故障处理:若输出过载或短路,芯片进入故障态,20ms 后自动重启,PGOOD(如有)可指示状态。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXSU63317 评估板、参考原理图、BOM 及 PCB 布局建议,FAE 可协助客户完成系统设计。

8. PCB 布局建议

  • 功率回路最小化:输入电容、LX 引脚、电感、输出电容和 PGND 之间的走线应短而宽,减少寄生电阻和电感。
  • 输入电容靠近 VIN:CIN 必须尽可能靠近 VIN 和 GND 引脚,以降低高频噪声。
  • 输出电容靠近 VOUT:COUT 应紧靠 VOUT 和 PGND 放置,确保低 ESR 路径,降低输出纹波。
  • LX 节点面积最小化:LX 引脚连接电感,该节点高频开关,铜皮面积应尽量小以减少 EMI 辐射。
  • 地线分割:AGND 和 PGND 应独立走线,在芯片下方或靠近散热焊盘处单点连接,避免功率地噪声污染小信号地。
  • 反馈网络就近放置:FB 分压电阻应靠近 FB 引脚,并远离 LX 等噪声节点。
  • 散热设计:TSOT-23-8 封装底部有散热焊盘,应焊接至 PCB 大面积铜箔,并加过孔辅助散热。θJA 为 56°C/W,在 TA=25°C 时最大耗散功率约 1.78W。
  • ILIM 和 EN 引脚:避免浮空,需外接上拉或下拉电阻确定电平。

9. 订购信息与技术支持

CXSU63317 采用 TSOT-23-8(FC) 封装,无铅、RoHS 合规。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。如需获取完整数据手册、应用笔记或设计咨询,请通过以下方式联系。

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