CXSD61109 3A同步降压转换器
4.5V-36V输入 | 可调频率300kHz-1MHz | 电流模式控制

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61109 | 封装：SOP-8（带散热焊盘）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61109 是一款高效率、电流模式同步降压DC-DC转换器，能够从 4.5V 至 36V 的宽输入电压范围内提供 3A 的连续输出电流。芯片内部集成了低阻抗功率MOSFET（高侧105mΩ，低侧80mΩ），实现了高达 95% 的转换效率。电流模式控制架构支持快速瞬态响应，并允许简单的外部补偿网络设计。

CXSD61109 的开关频率可通过外部电阻在 300kHz 至 1MHz 范围内调节，为效率与尺寸的权衡提供了灵活性。输出电压可在 0.8V 至 30V 范围内调节，适应多种负载需求。芯片内置 可调软启动（典型2ms）、逐周期电流限制、输入欠压锁定、输出欠压保护（打嗝模式） 和 过温保护（150°C关断），确保系统在各种工况下的安全可靠。CXSD61109 采用 SOP-8 封装（带散热焊盘），底部焊盘可有效将热量传导至PCB，是分布式电源系统、机顶盒、宽带通信、车载电子以及工业负载点电源的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在工业控制、车载电子、通信设备以及分布式电源系统中，宽输入电压范围和高可靠性的降压转换器是核心需求。CXSD61109 作为一款 电流模式同步降压转换器，其核心价值在于 高输入电压能力、高集成度和灵活的频率调节。宽输入电压范围（4.5V-36V）使其能够兼容12V、24V和28V等常见工业及车载总线，轻松生成5V、3.3V、1.8V等低压轨，为MCU、FPGA、传感器、通信模块等负载供电。

芯片的 电流模式控制 提供快速的输入电压和负载瞬态响应，外部补偿网络允许设计者根据具体的输出电容和电感优化环路稳定性。通过RT引脚外接电阻，设计者可在300kHz至1MHz范围内自由设定开关频率，优化效率或缩小电感尺寸。内置的 打嗝模式欠压保护 在输出短路时有效降低功耗和温升，提高系统可靠性。CXSD61109 采用 SOP-8（带散热焊盘）封装，引脚间距适合手工焊接和自动贴装，并可通过增大底部焊盘铜箔面积显著降低热阻（θ_JA可低至49°C/W），是高性价比、高可靠性宽压电源转换的优选方案。

2. 主要特点与技术亮点

• 电流模式控制：提供快速的瞬态响应和优异的负载调节，外部补偿允许设计者灵活调整环路稳定性和瞬态性能。
• 可编程开关频率：通过RT引脚外接电阻，频率在300kHz至1MHz范围内连续可调，允许在效率和电感尺寸之间进行优化。
• 宽输入电压范围：4.5V至36V，覆盖12V、24V、28V等常见工业/车载电源总线，具有出色的抗浪涌能力。
• 高精度参考电压：0.8V基准电压，精度±2%，确保输出电压的精确调节。
• 内部固定软启动：典型软启动时间2ms，限制启动浪涌电流，支持平稳上电。
• 打嗝模式欠压保护：输出短路时，芯片进入打嗝模式，周期性尝试重启，降低平均输入电流和功耗，避免过热。
• 多重保护：逐周期高侧和低侧电流限制、输入欠压锁定（UVLO）、过温保护（OTP，150°C关断，130°C恢复）。
• 低关断电流：关断模式下典型电流<3μA，适合待机低功耗需求。

3. 典型应用电路

CXSD61109 的典型应用电路包括输入电容、输出电容、功率电感、反馈分压电阻、频率设定电阻以及补偿网络。输入电压经转换后输出稳定电压。具体原理图如下所示，详细元件参数可参考数据手册推荐表。

图1. CXSD61109 典型应用电路（3A同步降压转换器）

4. 极限参数与电气特性（设计参考）

5. 工作原理与设计指导

5.1 电流模式控制与外部补偿

CXSD61109 采用 峰值电流模式控制。在每个开关周期，内部振荡器置位高侧MOSFET，电感电流上升，当电流检测信号达到误差放大器输出（COMP）控制的阈值时，高侧MOSFET关断，低侧MOSFET导通直到下一个周期。电流模式控制提供快速的输入电压和负载瞬态响应，并简化了环路补偿。COMP引脚外接RC网络（R_C和C_C），用于设置环路的交叉频率和相位裕度。设计者可根据实际输出电容和电感值调整补偿网络，以优化稳定性和瞬态性能。

5.2 频率设置

通过RT引脚外接电阻R_T到地，可设置内部振荡器频率，范围300kHz至1MHz。频率与电阻的关系参考数据手册中的曲线和表格（例如，R_T=191kΩ对应约320kHz，R_T=51kΩ对应约1.05MHz）。设计时可根据效率与电感尺寸权衡选择频率，较高频率可使用更小电感，但开关损耗增加。

5.3 输出电压设定

输出电压通过外部电阻分压器设定，公式如下：
V_OUT = 0.8V × (1 + R1/R2)
其中R1连接在VOUT和FB之间，R2连接在FB和GND之间。建议R2在10kΩ~100kΩ范围内，以平衡功耗和抗噪声能力。V_OUT 可调范围为0.8V至30V（受限于输入电压和最大占空比）。

5.4 软启动与使能控制

内部软启动电路在EN拉高后，以固定斜率（典型2ms）将输出电压从0V升至设定值，有效限制启动浪涌电流。EN引脚具有较高的逻辑电平阈值（>2V使能，<0.4V关断），并可通过外部电阻分压或串联电阻实现可编程UVLO或时序控制。注意EN引脚不耐高压，若直接连接VIN需串联150kΩ~600kΩ电阻。

5.5 保护功能

• 输入欠压锁定（UVLO）：VIN低于约4.0V时关断，迟滞约0.3V，防止输入欠压误动作。
• 逐周期电流限制：高侧峰值电流限制典型值5A，低侧反向电流限制1.7A，防止过载或短路损坏。
• 输出欠压保护（UVP）：当FB电压低于0.4V（约50%参考）时，触发打嗝模式，芯片周期性尝试重启，有效降低短路功耗。
• 过温保护（OTP）：结温超过150°C时关断，冷却约20°C后自动恢复。

6. 基于 CXSD61109 的 24V转5V/3A 工业电源设计

设计目标：为工业传感器节点提供5V/3A供电，输入电压24V（18V-36V），要求高效率、宽输入范围，具备过流和短路保护。

• 系统配置：选用 CXSD61109，输入电容 2×10μF（陶瓷，50V），输出电容 2×22μF（陶瓷，10V），电感 10μH（饱和电流>4A）。反馈分压：R1=52.3kΩ, R2=10kΩ（计算 VOUT=0.8*(1+52.3/10)=4.98V）。频率设定 R_T=113kΩ（约530kHz）。补偿网络参考数据手册推荐值（R_C=6.8kΩ, C_C=2.2nF）。
• 效率与热设计：在24V输入、5V/3A输出时，典型效率约92%。功耗 P_D ≈ (1-η) × P_out = 0.08 × 15 = 1.2W。SOP-8封装在85°C环境下的允许功耗（使用70mm²铜箔） (125-85)/49 ≈ 0.82W，热裕量稍显不足，建议增大铜箔面积或加强散热。实际应用中可选用更低RON的MOSFET或降低开关频率优化效率。
• 瞬态响应：电流模式控制提供快速响应，负载阶跃±1.5A时输出电压跌落可控制在±5%以内。
• 保护验证：若输出短路，限流（5A）触发，UVP（0.4V阈值）在约250μs后启动打嗝模式，有效降低系统功耗和芯片温升。

7. PCB 布局建议

• 输入电容就近放置：VIN和PGND之间放置陶瓷电容，尽量靠近芯片引脚，以抑制输入电压振铃。
• 功率回路最小化：VIN → 高侧MOSFET → 电感 → 输出电容 → PGND 路径应短而宽，降低寄生电感。SW节点面积尽可能小，减少EMI。
• 反馈网络：FB分压电阻应靠近芯片放置，走线远离SW和电感等噪声源，避免干扰。
• 补偿网络：COMP引脚的外接电阻电容靠近芯片，接地端直接连至AGND。
• RT和EN走线：设定电阻和EN控制走线短且远离高频节点。若EN串联电阻至VIN，电阻应靠近EN引脚。
• 散热焊盘：芯片底部Exposed Pad必须焊接至PCB地平面，并通过多个过孔连接至内层地和底层，以降低热阻。建议散热焊盘下方铜箔面积不小于70mm²。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61109 采用 SOP-8（带散热焊盘） 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。