CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器 | ACOT控制 | 4.5V-18V输入 | 650kHz | 嘉泰姆电子

CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器 | ACOT控制 | 4.5V-18V输入 | 650kHz | 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61236A
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:开关稳压器降压 (Buck) 转换器
产品状态:量产
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产品简介

CXSD61236A是一款5A高效率同步降压DC-DC转换器,采用ACOT控制架构,输入电压4.5V-18V,输出电压0.765V-8V可调,固定开关频率650kHz,集成35mΩ低侧MOSFET,支持轻载DCM模式、可调软启动和逐周期电流限制,提供UVLO/OCP/OTP全面保护,采用SOP-8封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.5V~18V
输出电压 (VOUT)0.765V~8V
输出电流 (IOUT)5A
工作频率650kHz
转换效率95%
封装类型PSOP-8
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodResistor
Switching frequency100kHz~2500kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesACOT Control;Adjustable Soft-Start;COT Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;Fast Transient Response;OCP;OTP;PSM;Stable with Ceramic Capacitor
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)120
Ron LS (typ) (mOhm)35
Iq (typ) (mA)1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)6.8
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61236A 5A同步降压DC-DC转换器
ACOT超快瞬态响应 | 4.5V-18V宽压输入 | 650kHz固定频率

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61236A | 封装:SOP-8 (Exposed Pad)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61236A 是一款高性能同步降压DC-DC转换器,采用先进的 ACOT(Advanced Constant On-Time)控制架构,提供超快瞬态响应并支持所有类型的陶瓷输出电容。该芯片支持 4.5V至18V 的输入电压范围,输出电压可在 0.765V至8V 范围内灵活调节,可连续输出高达 5A 的电流。

芯片内部集成了 35mΩ 低侧 N-MOSFET 和低导通阻抗的高侧MOSFET,显著降低功率损耗,提升系统效率。ACOT控制架构无需外部补偿网络,即可在所有陶瓷电容下保持稳定,大幅简化了设计流程。芯片在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM),通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。芯片提供 可调软启动、逐周期电流限制 等丰富功能,并集成了 输入欠压锁定(UVLO)和过温保护(OTP) 等全面保护机制。该芯片采用 SOP-8(Exposed Pad) 封装,是工业控制、计算机外设、LCD显示器、FPGA/ASIC负载点供电等应用的理想选择。

核心优势: 5A连续输出电流 | ACOT超快瞬态响应 | 无需外部补偿 | 4.5V-18V宽输入电压 | 0.765V-8V可调输出 | 内置35mΩ低侧MOSFET | 固定650kHz开关频率 | 轻载DCM模式 | 可调软启动 | 逐周期OCP | UVLO/OTP | SOP-8封装。

1. 产品概述与市场定位

在工业控制、计算机外设、LCD显示器、FPGA/ASIC负载点供电等应用中,电源转换器需要在高功率密度下提供高效、稳定的电源输出。CXSD61236A作为一款 5A同步降压DC-DC转换器,凭借其 ACOT控制架构 和 宽输入电压范围(4.5V-18V),为各种负载点(POL)应用提供了优异的电源解决方案。芯片支持 0.765V至8V 的宽输出电压范围,可满足从低电压逻辑供电到5V/3.3V系统供电等多种应用场景。

该芯片的 ACOT控制架构 是其核心技术优势之一。与传统的电压模式或电流模式控制相比,ACOT架构在芯片内部生成虚拟电感电流斜坡信号,使得芯片在使用 低ESR陶瓷输出电容(MLCC) 时依然保持稳定,同时提供超快的负载瞬态响应。芯片的固定开关频率为 650kHz,在效率与元件尺寸之间取得了良好的平衡。更重要的是,CXSD61236A 无需外部补偿网络,大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。

在轻载管理方面,CXSD61236A在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM),通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。当电感电流过零时,低侧MOSFET关断,输出电容仅由负载电流放电,开关频率降低,从而实现更高的轻载效率。

2. 主要特点与技术亮点

5A连续输出电流满足高功率负载需求
ACOT控制架构超快瞬态响应,无需外部补偿
宽输入电压范围4.5V-18V
宽输出电压范围0.765V-8V可调
内置35mΩ低侧MOSFET低导通阻抗,高效率
固定650kHz开关频率兼顾效率与尺寸
轻载DCM模式提升轻载效率
支持所有陶瓷电容无需外部补偿
可调软启动限制启动浪涌电流
逐周期电流限制防止短路和过流损坏
全面保护功能UVLO/OCP/OTP
SOP-8封装带Exposed Pad
  • ACOT控制架构:内部虚拟电感电流斜坡补偿,确保低ESR陶瓷电容稳定工作,无需外部补偿网络,减少元件数量和设计复杂度。
  • 650kHz固定开关频率:在连续导通模式(CCM)下开关频率稳定,兼顾效率与EMI性能,简化滤波器设计。
  • 35mΩ低侧MOSFET:低导通阻抗,显著降低功率损耗,提升系统效率。
  • 高精度反馈参考电压:典型值 0.765V ±1% 的参考电压精度,确保输出电压的精确调节。
  • 轻载DCM模式:轻载时自动进入断续导通模式,通过降低开关频率减少开关损耗,提升轻载效率。
  • 支持所有陶瓷电容:ACOT架构专为低ESR陶瓷输出电容优化,无需外部补偿网络。
  • 可调软启动:通过外部电容编程软启动时间(典型2.7nF至220nF),有效抑制启动浪涌电流。
  • 逐周期电流限制:通过低侧MOSFET谷值检测实现精确的逐周期电流限制保护,防止输出短路、过流或电感饱和造成的损坏。
  • SOP-8封装:带Exposed Pad的SOP-8封装,提供良好的散热性能。

3. 典型应用电路

CXSD61236A的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路极其简洁,主要包括:输入电容CIN(10μF×2 + 0.1μF)、输出电容COUT、功率电感L、自举电容CBOOT(0.1μF)、反馈电阻分压网络(R1/R2)、软启动电容CSS以及VREG5旁路电容(1μF)。

典型应用电路
图1. CXSD61236A典型应用电路

在具体设计中,输入电容应尽量靠近VIN和PGND引脚放置;输出电容需根据输出电压和负载瞬态要求选择适当的容值(参照推荐元件选型表);功率电感的选择需平衡效率、尺寸和纹波电流。SW节点应尽量缩短走线,减少辐射噪声,敏感信号(如FB)应远离SW节点布置。

4. 推荐元件选型

表1. 推荐元件值 (VIN = 12V)

输出电压 VOUT (V) R1 (kΩ) R2 (kΩ) CFF (pF) 电感 L1 (μH) 输出电容 C7 (μF)
1.0 6.8 22.1 — 1.4 22 to 68
1.05 8.25 22.1 — 1.4 22 to 68
1.2 12.7 22.1 — 1.4 22 to 68
1.8 30.1 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
2.5 49.9 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
3.3 73.2 22.1 5 to 22 1.4 22 to 68
5.0 124 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68
6.5 165 22.1 50 to 220 3.3 22 to 68
7.0 180 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68
8.0 215 22.1 5 to 22 3.3 22 to 68

注:CFF为可选前馈电容,用于优化瞬态响应;COUT需考虑直流偏置下的有效容值。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数 (Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VIN 电源输入电压 -0.3 20 V
VEN EN引脚电压 -0.3 20 V
VSW 开关节点电压(稳态) -0.8 VIN+0.3 V
VSW (≤10ns) 开关节点电压(瞬态) -5 25 V
VBOOT-VSW 自举电压差 -0.3 6 V
其他引脚 控制/逻辑引脚 -0.3 6 V
PD @ TA=25°C 最大功耗 — 2.174 W
θJA 结到环境热阻 — 46 °C/W
TJ 结温范围 — 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 — 2 kV
推荐工作条件 (Recommended Operating Conditions)
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 4.5 18 V
输出电压范围 0.765 8 V
结温范围 -40 125 °C
环境温度范围 -40 85 °C
关键电气特性 (TA = TJ = 25°C, 典型值)
参数 条件 典型值 单位
输入电压范围 — 4.5 – 18 V
输出电压范围 可调 0.765 – 8.0 V
连续输出电流 — 5 A
开关频率 固定 650 kHz
低侧MOSFET RDS(ON) — 35 mΩ
反馈参考电压 — 0.765 V
反馈参考电压精度 TA=25°C ±1 %
关断电流 VEN=0V 1 μA
静态电流 VEN=5V, VFB=0.8V 1.3 mA
EN高电平阈值 — 1.25 V
EN低电平阈值 — 0.85 V
SS充电电流 — 6 μA
VREG5输出电压 6V≤VIN≤18V 5.1 V
VREG5输出电流 — 70 mA
热关断阈值 — 150 °C
热关断迟滞 — 20 °C

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT控制架构与PWM操作

CXSD61236A采用 ACOT(Advanced Constant On-Time) 控制架构,实现了超快瞬态响应、低外部元件数量,并与低ESR MLCC输出电容稳定工作。芯片内部通过监测输入电压和SW信号来设置导通时间,确保开关频率在 650kHz 下稳定工作。当反馈电压低于反馈参考电压时,且最小关断时间已超时、电感电流低于电流限制阈值时,内部导通时间单稳态电路被触发,高侧开关导通。由于最小关断时间极短,器件表现出超快的瞬态响应能力,允许使用更小的输出电容。

导通时间与输入电压成反比、与输出电压成正比,从而在宽输入电压范围内实现伪固定频率操作。导通时间单稳态定时器超时后,高侧开关关断,低侧开关导通,直到下一个导通时间单稳态被触发。为实现与低ESR陶瓷输出电容的稳定工作,内部斜坡信号被添加到反馈参考电压中,模拟输出电压纹波。

6.2 轻载断续导通模式(DCM)

CXSD61236A在轻载条件下自动进入 断续导通模式(DCM) 以保持高效率。随着负载电流减小,电感电流纹波谷值最终触及零电流,低侧开关关断。输出电容仅由负载电流放电,开关频率降低,轻载效率因开关损耗降低而得到提升。

6.3 可调软启动

CXSD61236A提供 可调软启动 功能。SS引脚通过外部电容连接到地,内部6μA电流源为电容充电,生成软启动斜坡电压。软启动时间可通过以下公式计算:

tSS (ms) = CSS (nF) × 0.765 / ISS (μA)

推荐电容范围为 2.7nF至220nF。例如,使用3.9nF电容时,软启动时间约为0.5ms。软启动功能有效限制了启动浪涌电流,确保输出电压平稳上升。

6.4 使能控制与UVLO调整

CXSD61236A提供EN引脚作为外部芯片使能控制。当EN电压低于 0.85V 时,芯片进入关断模式(关断电流<10μA);当EN电压高于 1.25V 时,芯片启动软启动序列。EN引脚还可用于外部时序控制和UVLO阈值调整,通过外部电阻分压网络连接VIN至EN引脚,可设置输入欠压锁定阈值。

6.5 保护功能详解

CXSD61236A集成了全面的保护功能:

  • 逐周期过流保护(OCP):通过低侧MOSFET谷值检测实现精确的逐周期电流限制保护,防止输出短路、过流或电感饱和造成的损坏。
  • 输入欠压锁定(UVLO):当VREG5电压低于UVLO下降阈值时,芯片停止开关;当VREG5电压高于UVLO上升阈值时,芯片恢复开关。
  • 过温保护(OTP):当结温超过 150°C 时,芯片停止开关;当温度降至 130°C 以下后,芯片自动恢复,并执行完整的软启动序列。

7. 基于CXSD61236A的应用设计实例

设计目标:一款工业控制系统,需要从12V电源总线转换出3.3V/5A的供电轨,为FPGA和外围电路供电。

  • 系统配置:选用CXSD61236A,输入电压12V,输出电压3.3V,输出电流5A。根据推荐元件选型表:R1=73.2kΩ,R2=22.1kΩ,电感 1.4μH,输出电容 22μF × 3(有效容值约18μF/颗),自举电容 0.1μF,软启动电容 15nF(tSS≈1.9ms)。
  • 输出电压设置:VOUT = 0.765V × (1 + R1/R2) = 0.765V × (1 + 73.2kΩ/22.1kΩ) = 3.30V,满足3.3V要求。
  • 电感选择:输入12V、输出3.3V、开关频率650kHz,设纹波电流为1A(20%额定电流),L = 3.3V × (12V - 3.3V) / (12V × 650kHz × 1A) = 1.54μH,选用标准值 1.4μH。
  • 软启动电容选择:tSS = CSS × 0.765 / 6μA,若需1.5ms软启动时间,CSS = 1.5ms × 6μA / 0.765 ≈ 11.8nF,选用标准值 15nF。
  • 热设计:在12V输入、3.3V/5A输出条件下,效率约90%,功耗约1.83W。SOP-8封装的θJA为46°C/W,温升约84.2°C,在85°C环境温度下结温约169.2°C,超过125°C上限。建议增加Exposed Pad下方铜箔面积(如70mm²可降低热阻)或使用散热器/风冷。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXSD61236A评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)及FAE技术支持,帮助客户加速产品开发。

8. PCB布局建议

  • 高电流路径最短化:高电流路径(输入电容、高侧FET、电感、输出电容)应尽可能短,这对实现稳定、无抖动的操作至关重要,也是实现高效率的关键。
  • 输入电容布局:输入MLCC电容(10μF×2 + 0.1μF)应尽可能靠近VIN和PGND引脚放置。主要MLCC电容应与芯片放在同一层。
  • SW节点最小化:SW节点具有高频电压摆幅,应保持在小面积内。将模拟元件远离SW节点,防止寄生电容噪声耦合。
  • 反馈网络布局:反馈网络应连接在输出电容后方。反馈元件应靠近FB引脚放置。
  • 散热设计:Exposed Pad必须焊接至大面积地平面,并通过多个过孔连接到内层地平面。对于5A输出应用,建议在器件下方和周围增加散热过孔。
  • VREG5旁路电容:1μF陶瓷电容应靠近VREG5和GND引脚放置。

引脚封装图
图2. CXSD61236A引脚封装图(SOP-8 Exposed Pad)

9. 订购信息与技术支持

CXSD61236A采用SOP-8(Exposed Pad)封装,适用于5A大电流应用:

型号 工作模式 封装类型 反馈参考电压 热阻 θJA
CXSD61236A 轻载DCM SOP-8 (Exposed Pad) 0.765V ±1% 46°C/W

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。如需获取更多技术资料或申请样品,请联系我们。

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