核心优势： 1.8V-5.5V宽输入 | 默认5V输出 | 1.5A负载能力 | 同步整流 | 快速启动（<430μs）| EN/FPWM双引脚控制（关断/PFM/PWM）| 支持VIN>VOUT直通 | 超低关断电流（<1μA）| 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。CXSU63320Q 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 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（<430μs）使其非常适合需要快速响应的 NFC 通信和传感器应用。其 EN 和 FPWM 双引脚 控制逻辑简洁明了：EN 高电平使能升压模式，默认工作于 PFM 自动调频模式以优化轻载效率；FPWM 拉高后强制进入固定频率 PWM 模式，适用于对开关频率稳定性有要求的噪声敏感场景。EN 为低电平时进入关断模式（<1μA）。CXSU63320Q 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）。
• 三种工作模式：EN=0 关断模式（<1μA）；EN=1/FPWM=0 PFM 自动模式（轻载高效，静态电流约4μA）；EN=1/FPWM=1 强制 PWM 模式（固定频率，适合噪声敏感应用）。
• 自动 PFM/PWM 切换：PFM 模式下轻载时自动降低开关频率，提升效率；负载增加时自动切换至 PWM 模式。
• 支持 VIN > VOUT 直通：当输入电压高于输出电压时，自动切换至旁路模式，降低功耗。
• 谷值电流限制：内置谷值电流限制，保护电感及功率管。
• 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

CXSU63320Q 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）、FPWM（强制 PWM 模式控制）、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

CXSU63320Q 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）。芯片通过内部同步整流功率管实现高效升压，EN 和 FPWM 引脚用于模式控制。

图2. 典型应用电路（CXSU63320Q 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, FPWM	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（升压模式）	1.8	5.5	V
VOUT 输出电压	—	5	V
输入电容 CIN	4.7	—	μF
输出电容 COUT	3.5	50	μF
电感 L	0.7	2.2	μH
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=FPWM=0	0.1	μA
静态电流（PFM 模式）	EN=1，FPWM=0，空载	4	μA
静态电流（PWM 模式）	EN=FPWM=1	10	μA
输出电压	默认值，PFM 空载	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=5V	68.8	%
峰值电流限制	—	4000	mA
谷值电流限制	—	3700	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
启动时间	EN 高到 VOUT 稳定	100-430	μs

6. 工作原理与设计指导

6.1 启动序列与 eFuse 加载

CXSU63320Q 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 EN 和 FPWM 模式控制

通过 EN 和 FPWM 双引脚组合控制三种工作模式：

• 关断模式（EN=0，FPWM=0）：芯片完全关断，输出与输入断开，关断电流 <1μA。
• PFM 自动模式（EN=1，FPWM=0）：芯片工作于升压模式，默认采用 PFM 自动调频控制，轻载时降低开关频率以提升效率，静态电流约 4μA。当 VIN > 5.3V 时自动切换至旁路模式。
• 强制 PWM 模式（EN=1，FPWM=1）：芯片工作于固定频率 PWM 模式，开关频率稳定（3.5MHz），适合对 EMI 和频率稳定性有严格要求的应用。

6.3 升压模式与自动 PFM/PWM 控制

在升压模式下，芯片采用同步整流架构，内部高侧和低侧 MOSFET 交替导通，实现高效升压。PFM 模式下，芯片在电感电流断续（DCM）时自动降低开关频率，随负载变化调整以维持输出电压稳定；当负载增加至电感电流连续（CCM）时，自动切换至 PWM 模式。用户也可通过 FPWM 引脚强制芯片始终工作于 PWM 模式。

6.4 保护机制

• 输入欠压锁定（UVLO）：VIN 低于阈值时关闭芯片，防止电池深放电。
• 逐周期峰值/谷值电流限制：峰值限流约 4.0A，谷值限流约 3.7A，防止过流。
• 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，20ms 后自动恢复。
• 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。
• 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 1μH，饱和电流 ≥3.3A（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。
• 电感峰值电流估算：I_L(Peak) = I_IN + 0.5 × (VIN × D) / (L × Freq)，其中 I_IN = (VOUT × IOUT) / (VIN × Eff)。

7. 基于 CXSU63320Q 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低功耗待机，并希望工作在固定 PWM 模式以降低 EMI 设计难度。

• 系统配置：选用 CXSU63320Q（WL-CSP-9B），VIN=2.5V-4.2V，VOUT=5V（默认），最大负载 1.2A。
• 电感：1μH，饱和电流 3.5A（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，FPWM 接高电平（强制 PWM 模式），确保开关频率固定为 3.5MHz，简化 EMI 滤波器设计。系统待机时可将 EN 拉低进入关断模式（<1μA），节省功耗。
• 启动过程：系统上电后 EN 置高，芯片约 430μs 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，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。
• 控制引脚布线：EN 和 FPWM 走线应远离 LX 等噪声节点，避免误触发。
• 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

CXSU63320Q 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。