核心优势： 1.8V-5.5V宽输入 | 3.15V-5.5V可编程输出（25mV步进）| 1.5A负载能力 | 同步整流 | 快速启动（<400μs）| I2C可编程（电压/电流限制/频率）| 谷值电流限制三档可选 | 输出过压/短路/过温保护 | True Load Disconnect | WL-CSP-9B超小封装。

 

1. 产品概述与市场定位

随着便携设备、无线耳机（TWS）、NFC 模块及 USB 充电端口等应用对电源管理的要求日益提高，系统需要在单节锂电池供电下稳定输出 5V 或更高电压。CXSU63319 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 快速启动 特性（<400μs）使其非常适合需要快速响应的 NFC 通信和传感器应用。其 I2C 接口 允许主控动态调整输出电压（25mV步进）和电流限制，为系统电源管理提供了极大的灵活性。CXSU63319 采用 WL-CSP-9B（1.3×1.2mm） 超小封装，配合仅需 1μH 电感 和 0402/0603 尺寸的输入输出电容，整体解决方案面积小，非常适合空间受限的便携设备。

2. 主要特点与技术亮点

• 极少外部元件：仅需 1μH 电感、4.7μF 输入电容和 10μF 输出电容（0402/0603 尺寸）。
• 输出电压设置：I2C 可编程 3.15V-5.5V，步进 25mV，默认 5V。
• 谷值电流限制：通过寄存器选择 0.85A（默认）、2.15A 或 3.62A，适应不同负载能力。
• 预充电电流：可编程 0.15A、0.3A（默认）、0.6A、1.2A，优化软启动。
• 短路保护模式：支持锁存、打嗝和线性模式，灵活配置故障响应。
• 自动 PFM/PWM 切换：轻载时进入 PFM 模式，提升效率；重载时切换至 PWM 模式。
• 输出放电功能：关断后通过内部放电电阻快速泄放输出电容余电。

3. 引脚配置与功能描述

CXSU63319 采用 WL-CSP-9B（1.3×1.2mm）封装，主要引脚包括：VOUT（输出）、VIN（输入）、EN（使能）、SW（开关节点）、SCL/SDA（I2C时钟/数据）、GND（地）。详细引脚分布请参考数据手册。

图1. 引脚封装图（WL-CSP-9B 顶视图）

4. 典型应用电路

CXSU63319 的典型应用电路极为简洁：输入电容 CIN（4.7μF）、输出电容 COUT（10μF）、功率电感 L（1μH）以及 I2C 上拉电阻。芯片通过内部同步整流功率管实现高效升压，输出电压由 I2C 寄存器设定。EN 引脚用于使能控制。

图2. 典型应用电路（CXSU63319 升压稳压器）

5. 极限参数与电气特性

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN, VOUT, SW, EN, SDA, SCL	对 GND 电压	-0.3	6.5	V
TJ	结温范围	-40	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	1.8	5.5	V
VOUT 输出电压	3.15	5.5	V
环境温度	-40	85	°C
结温	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VIN 工作范围	—	1.8-5.5	V
关断电流	EN=0	0.1	μA
静态电流（升压模式）	空载	6	μA
静态电流（旁路模式）	—	16	μA
POR 阈值	—	1.5	V
UVLO 上升阈值	—	1.8	V
UVLO 下降阈值	—	1.6	V
输出电压精度（PFM）	IOUT=0mA	5.06	V
输出电压精度（PWM）	IOUT=1A	5.0	V
开关频率	—	3.5	MHz
最小导通时间	—	20	ns
最大占空比	VIN=1.8V，VOUT=5.5V	68.8	%
谷值电流限制（可选）	寄存器 0x00[4:3]	0.85/2.15/3.62	A
旁路电流限制	—	300	mA
输出过压保护	—	6	V
短路保护阈值	—	0.5	V
过温保护	—	150	°C
过温滞回	—	20	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 启动序列与 eFuse 加载

CXSU63319 在上电后首先检测 VIN 是否高于 POR 阈值（1.5V）。当 EN 置高后，内部数字电路激活，eFuse 开始加载默认配置（约 16-24μs）。随后进入 自由运行模式（当 VIN 和 VOUT 均低于 2.2V 时），以 1.5MHz 频率、25% 占空比工作，电流限制低于 900mA，确保平滑软启动。当 VOUT 升至 2.2V 以上后，转换器切换至闭环控制。

6.2 工作模式控制

通过寄存器 0x05[5]（BOOST_EN）和 0x05[4]（BOOST_BP）组合控制：

• 关断模式（BOOST_EN=0，BOOST_BP=0）：关断电流 <1μA。
• 强制旁路模式（BOOST_EN=0，BOOST_BP=1）：静态电流约 16μA，输入直通输出。
• 升压/自动旁路模式（BOOST_EN=1）：当 VIN - 0.3V < VOUT_Target 时升压，否则自动切换至旁路。

6.3 输出电压设置

输出电压通过 I2C 寄存器 0x02（BOOST_VOUT）设定，范围 3.15V-5.5V，步进 25mV，默认 5V（0x6B）。

6.4 谷值电流限制与预充电

谷值电流限制通过寄存器 0x00[4:3] 选择：0.85A（默认）、2.15A 或 3.62A。预充电电流（软启动阶段）通过 0x00[7:6] 选择：0.15A、0.3A（默认）、0.6A、1.2A。

6.5 保护机制

• 输入欠压锁定（UVLO）：上升阈值 1.8V，下降阈值 1.6V。
• 输出过压保护（OVP）：VOUT > 6V 时关断功率管，100ns 内响应。
• 短路保护（SCP）：VOUT < 0.7V 时触发，支持锁存、打嗝（20ms 恢复）和线性模式（默认）。
• 过流保护（OCP）：峰值电流 > 5A 时关断，20ms 后自动恢复。
• 过温保护（OTP）：结温超过 150°C 时关断，冷却至 130°C 后恢复。
• 输出放电：关断后通过内部 100Ω 电阻放电。

6.6 元件选型指导

• 电感 L：推荐 1μH，饱和电流 ≥2.2A（如 Murata DFE252012F-1R0M）。
• 输入电容 CIN：4.7μF 陶瓷电容（0402，耐压 6.3V），靠近 VIN 和 GND。
• 输出电容 COUT：10μF 陶瓷电容（0603，耐压 6.3V），靠近 VOUT 和 GND。
• I2C 上拉电阻：SCL/SDA 需外接 2.2kΩ 上拉电阻至 1.8V 或 3.3V 电源。

7. 基于 CXSU63319 的 TWS 耳机充电仓设计实例

设计目标：一款 TWS 耳机充电仓，采用单节 LiFePO4 电池（标称3.2V），需为耳机充电提供稳定的 5V/1.2A 电源，同时支持快速启动和 I2C 调压。

• 系统配置：选用 CXSU63319（WL-CSP-9B），VIN=2.5V-4.2V，VOUT 设定为 5V（默认），最大负载 1.2A。
• 电感：1μH，饱和电流 2.5A（Murata DFE252012F-1R0M）。
• 输入电容：4.7μF/6.3V X5R（0402）。
• 输出电容：10μF/6.3V X5R（0603）。
• 控制逻辑：EN 接系统使能，I2C 总线连接主控，用于动态调整输出电压（例如低功耗时降至 4.5V）和电流限制。
• 启动过程：系统上电后，EN 置高，芯片约 400μs 内完成启动并稳定输出 5V，满足耳机快速充电要求。
• 短路保护：若输出短路，芯片进入打嗝模式（可配置），20ms 后自动重启。

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 GND 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 GND 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：模拟地和功率地应独立走线，在芯片下方单点连接，避免功率地噪声污染小信号地。
• I2C 走线：SCL/SDA 走线应远离 LX 和 VOUT 等噪声节点，上拉电阻靠近芯片放置。
• 散热设计：WL-CSP 封装底部无散热焊盘，但可通过增加 GND 铜箔面积辅助散热。θJA 为 64.9°C/W，在 TA=25°C 时最大耗散功率约 1.54W。

9. 订购信息与技术支持

CXSU63319 采用 WL-CSP-9B（1.3×1.2mm） 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。