CXSD61112 4A I²C控制同步降压转换器
2.5V-5.5V输入 | 可编程输出0.3V-5.5V | DVS | AEC-Q100

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61112 | 封装：TSSOP-14（带散热焊盘）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61112 是一款峰值电流模式PWM同步降压DC/DC转换器，集成 I²C 控制接口，能够从 2.5V 至 5.5V 的宽输入电压范围内提供 4A 的连续输出电流。该器件专为汽车信息娱乐系统（导航、信息显示、音频、视频）以及需要极低关断电流和静态电流的电池供电设备设计，非常适合为微控制器和ASIC等低压负载供电。

芯片内部集成低导通电阻的同步整流器（高侧P-MOSFET 40mΩ，低侧N-MOSFET 20mΩ），显著降低了PWM模式下的导通损耗，无需外部肖特基二极管。固定 3MHz 的开关频率允许使用小型滤波元件，配合紧凑的TSSOP-14（带散热焊盘）封装，实现了小PCB面积的应用方案。CXSD61112 支持 动态电压缩放（DVS），可通过I²C接口在四个电压档位内灵活调整输出电压（0.3V-5.5V），并允许选择 自动PSM/PWM 或 强制PWM 工作模式，优化轻载效率。芯片还提供 远程接地感测、可编程限流、主动输出放电、过流/过温保护 以及 AEC-Q100 Grade 2 车规级认证，是汽车和工业高可靠性电源管理的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在汽车信息娱乐系统、工业负载点电源以及高端便携设备中，灵活的数字控制和高效率的电源管理是核心需求。CXSD61112 作为一款 I²C控制同步降压转换器，其核心价值在于 数字可编程性、高集成度和优异的动态性能。宽输入电压范围（2.5V-5.5V）使其完美兼容单节锂离子电池、USB电源以及汽车电源总线，可生成低至0.3V的核电压，为FPGA、ASIC、DSP等核心负载供电。

芯片的 I²C接口 允许主机灵活设置输出电压、工作模式、限流阈值等参数，并支持动态电压缩放（DVS），在运行中平滑调整输出电压，优化系统功耗。通过VSEL硬件引脚，系统可以即时切换两组预设配置，实现零延迟的电压变化。内置的 远程接地感测 功能补偿了PCB走线电阻引起的压降，确保在重载下输出电压的精确度。自动PSM/PWM模式切换在轻载时通过跳脉冲和零电流检测大幅提升效率，而强制PWM模式则保持固定频率，简化EMI设计。CXSD61112 采用 TSSOP-14（带散热焊盘）封装，热阻低至30.1°C/W，并通过AEC-Q100 Grade 2认证，是汽车级高可靠性电源转换的优选方案。

2. 主要特点与技术亮点

• I²C 数字控制：支持快速模式（400kbps），可编程输出电压、工作模式（Auto/Forced PWM）、限流阈值（4.7A~6.2A）、输出放电等，寄存器在关断状态下仍保留。
• 动态电压缩放（DVS）：在同一电压档位内，通过I²C平滑改变输出电压，斜率约3mV/10μs，防止瞬态过冲/欠冲，适用于处理器动态电源管理。
• VSEL 硬件快速切换：通过专用引脚可即时选择两组预设输出配置（电压、模式、档位），实现零延迟切换，满足快速响应需求。
• 远程接地感测（GNDR）：独立的地感引脚，补偿PCB走线电阻引起的压降，确保重载下输出电压精度达±2%。
• 自动 PSM/PWM 与强制 PWM：轻载时自动进入脉冲跳跃模式（PSM），通过零电流检测和睡眠状态降低功耗；强制PWM模式保持固定3MHz频率，便于EMI设计。
• 低功耗模式（LPM）：在极轻载（<100μA）下进一步降低静态电流，提升待机效率，延长电池寿命。
• 多重保护：逐周期峰值限流（可调4.7A-6.2A）、输入欠压锁定（UVLO）、输出欠压保护（UVP，自动重试或锁存）、过温保护（150°C关断，130°C恢复）。
• 主动输出放电：关断时通过内部40Ω电阻快速泄放输出电容残余电压，确保系统安全。

3. 典型应用电路

CXSD61112 的典型应用电路包括输入电容、输出电容、功率电感、I²C上拉电阻、VSEL和EN控制等。输入电压经转换后输出可编程电压。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. CXSD61112 典型应用电路（I²C控制同步降压转换器）

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 I²C 数字控制与寄存器编程

CXSD61112 内置 I²C 接口（7位地址0x1C，快速模式400kbps），主机可通过寄存器配置输出电压、工作模式、限流值、输出放电等参数。关键寄存器包括：VoutSEL（0x10/0x11）设定输出电压值（步进3.125mV），VOUT_BANK（0x1C/0x1D）选择电压档位（0.3V-5.5V），PWM（0x14）选择自动PSM/PWM或强制PWM，IPEAK（0x16）设定限流（4.7A-6.2A），Discharge（0x12）控制输出放电。寄存器在关断状态下仍保留，便于上电快速恢复配置。

5.2 动态电压缩放（DVS）与VSEL功能

DVS功能允许在同一个电压档位内，通过I²C平滑改变输出电压，斜率约3mV/10μs，防止瞬态过冲或欠冲，适用于处理器动态功耗管理。此外，VSEL硬件引脚可即时切换两组独立预设（包括电压、模式和档位），实现零延迟输出变化，满足快速响应需求。

5.3 工作模式：Auto-PSM/PWM 与强制PWM

通过I²C寄存器可选择 自动模式 或 强制PWM。在自动模式下，轻载时芯片进入脉冲跳跃模式（PSM），通过零电流检测（AZC）关断低侧MOSFET，避免负电流，并进入睡眠状态以降低开关损耗，显著提高轻载效率。强制PWM模式则保持3MHz固定频率，适用于对EMI和频率稳定性要求高的场景。

5.4 远程接地感测（GNDR）

独立的GNDR引脚用于感测负载端的真实地电位，补偿PCB走线电阻引起的压降，确保在重载下输出电压精度达到±2%，特别适用于大电流、长走线的应用。

5.5 输出电压设定与档位

输出电压由VoutSEL[6:0]和VOUT_BANK[1:0]共同决定：
VOUT = (303.125mV + 3.125mV × VoutSEL) × 2^(BANK)
BANK=0: 0.303-0.7V, BANK=1: 0.606-1.4V, BANK=2: 1.212-2.8V, BANK=3: 2.425-5.5V。上电默认BANK=1，VSEL=High时默认1.2V，Low时默认1.15V。

5.6 保护功能

• 输入欠压锁定（UVLO）：PVIN低于2.3V时关断，迟滞0.1V。
• 逐周期限流：高侧P-MOSFET峰值限流可编程（4.7A-6.2A），防止过载。
• 输出欠压保护（UVP）：输出电压低于50%目标值时触发，芯片锁存或自动重试（短时短路自动恢复）。
• 过温保护（OTP）：结温超过150°C时锁存关断，冷却至130°C后可通过EN或重新上电复位。

6. 基于 CXSD61112 的汽车信息娱乐 1.2V/4A 电源设计

设计目标：为汽车信息娱乐系统的应用处理器提供1.2V/4A供电，输入电压5V（4.5V-5.5V），要求通过I²C动态调压，并具备远程地感和AEC-Q100可靠性。

• 系统配置：选用 CXSD61112，输入电容 2×10μF（陶瓷，X7R），输出电容 2×22μF（陶瓷，X7R），电感 0.33μH（Coilcraft XFL4015-331）。I²C上拉电阻4.7kΩ至AVDD。VSEL接高电平（默认1.2V），EN由系统控制。寄存器配置：BANK=2（1.212-2.8V），VoutSEL=0x1F（对应1.2V），PWM=0（自动模式），IPEAK=11（6.2A限流）。
• 效率与热设计：在5V输入、1.2V/4A输出时，典型效率约83%。功耗 P_D ≈ (1-η) × P_out = 0.17 × 4.8 = 0.816W。TSSOP-14封装在105°C环境下的允许功耗 (125-105)/30.1 ≈ 0.66W，热裕量稍显紧张，建议增大底部铜箔面积或加强散热。实际应用中可选用更低DCR的电感或降低开关频率（固定3MHz不可调，但可优化PCB布局）。
• DVS 应用：在处理器休眠时，通过I²C将输出电压降低至0.8V（BANK=1, VoutSEL适当值），减小功耗；唤醒时再平滑升回1.2V，斜率约3mV/10μs，确保瞬态稳定。
• 远程地感：将GNDR引脚单独走线至负载地端，补偿PCB走线电阻（约5mΩ），在4A时补偿约20mV压降，保证输出电压精度。

7. PCB 布局建议

• 输入/输出电容就近放置：PVIN和VOUT的陶瓷电容应靠近芯片引脚，以降低寄生电感。
• 功率回路最小化：PVIN → 高侧MOSFET → 电感 → 输出电容 → PGND 路径应短而宽，降低寄生电阻和电感。LX节点面积尽可能小，减少EMI。
• 远程地感走线：GNDR引脚应单独走线至负载地端，避免与功率地重合，防止噪声耦合。
• I²C 总线走线：SCL/SDA走线应短且远离高频节点，上拉电阻靠近芯片。
• 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。
• VSEL和EN走线：控制信号应远离LX节点，避免干扰。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61112 采用 TSSOP-14（带散热焊盘） 封装，无铅、RoHS合规，并通过AEC-Q100 Grade 2认证。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。