CXSD61149B 5.5A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-18V输入 | ACOT控制 | 断续轻载模式 - 嘉泰姆电子

CXSD61149B 5.5A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-18V输入 | ACOT控制 | 断续轻载模式 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61149B
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

CXSD61149B 是5.5A同步降压DC-DC转换器,输入4.5V-18V,650kHz开关频率,ACOT控制,集成80mΩ/35mΩ MOSFET,支持断续轻载模式(DCM)、可调软启动,提供OCP、UVP、OVP、OTP保护,TSSOP-14/SOP-8/WDFN-10L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~7V
输出电流 (IOUT)5.5A
工作频率650kHz
转换效率95%
封装类型TSSOP-14(PP);WDFN3x3-10;PSOP-8
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodResistor
Switching frequency2700kHz~3000kHz
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;OVP;PSM;Power Good;SCP;Stable with Ceramic Capacitor;UVP
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)80
Ron LS (typ) (mOhm)35
Iq (typ) (mA)1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)6.9
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61149B 5.5A同步降压DC-DC转换器
4.5V-18V宽输入 | ACOT控制 | 650kHz开关频率 | 断续轻载模式 | 多封装可选

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61149B | 封装:TSSOP-14 (EP) / SOP-8 (EP) / WDFN-10L 3×3

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61149B 是一款同步降压 DC-DC 转换器,采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,输入电压范围 4.5V 至 18V,可提供高达 5.5A 的输出电流。芯片内置低导通电阻功率 MOSFET(高侧 80mΩ,低侧 35mΩ),在 TSSOP-14(Exposed Pad)、SOP-8(Exposed Pad)和 WDFN-10L 3×3 三种封装中实现高功率密度设计。ACOT 控制架构提供超快瞬态响应,支持各类低 ESR 陶瓷输出电容,无需外部补偿网络,开关频率固定为 650kHz,在全负载范围内保持恒定。

CXSD61149B 在轻载时自动进入 断续导通模式(DCM),维持高效率,有效降低轻载开关损耗。芯片支持 可调软启动(通过 SS 引脚外接电容设置启动时间),有效抑制启动浪涌电流。芯片具备全面的保护功能,包括逐周期谷值电流限制、输入欠压锁定(UVLO)、输出欠压保护(UVP,TSSOP-14 为锁存模式,SOP-8/WDFN-10L 为打嗝模式)、输出过压保护(OVP)以及过温保护(OTP),确保系统在各类异常条件下安全可靠运行。TSSOP-14 和 WDFN-10L 封装额外提供 PGOOD 电源良好指示 功能。该系列产品是工业与商业低功耗系统、计算机外设、LCD 显示器、FPGA/DSP/ASIC 负载点调节等应用的理想选择。

核心优势: 5.5A 输出电流 | 4.5V-18V 宽输入 | ACOT 超快瞬态响应 | 支持所有陶瓷电容 | 650kHz 固定频率 | 80mΩ/35mΩ 低 RDS(ON) | 断续轻载模式(DCM)| 可调软启动 | 逐周期过流保护 | 打嗝/锁存 UVP 可选 | 输出 OVP 保护 | PGOOD 指示(TSSOP-14/WDFN-10L)| 三种封装可选 | 无铅/RoHS 合规。

 

1. 主要特点与技术亮点

5.5A 输出电流满足大功率负载需求
4.5V-18V 宽输入兼容工业与通信电源
650kHz 固定频率优化尺寸与效率
ACOT 控制超快瞬态响应,无需外部补偿
低导通电阻高侧 80mΩ,低侧 35mΩ
断续轻载模式(DCM)自动提高轻载效率
可调软启动外部电容灵活设置启动时间
多封装可选TSSOP-14/SOP-8/WDFN-10L
  • ACOT 控制架构:先进的恒定导通时间控制,实现超快速瞬态响应,无需外部补偿网络,支持低 ESR 陶瓷输出电容,减少外部元件数量。
  • 断续轻载模式(DCM):在轻载条件下自动进入断续导通模式,有效降低开关损耗,维持全负载范围的高效率。
  • 集成低 RDS(ON) MOSFET:高侧 80mΩ、低侧 35mΩ,降低导通损耗,提升转换效率。
  • 可调软启动:通过 SS 引脚外接电容(2.7nF~220nF)设置软启动时间,有效抑制启动浪涌电流,支持预偏置输出启动。
  • 逐周期谷值电流限制:通过低侧 MOSFET 谷值电流检测实现精准限流,防止输出短路或过载损坏。
  • 输出欠压保护(UVP):TSSOP-14 封装采用锁存模式(需复位),SOP-8/WDFN-10L 采用打嗝模式(自动恢复),灵活适配不同系统需求。
  • 输出过压保护(OVP):当输出电压超过设定值 120% 时触发保护,防止电压尖峰损坏负载。
  • 电源良好指示(PGOOD):TSSOP-14 和 WDFN-10L 封装提供开漏 PGOOD 输出,实时监测输出电压状态。
  • 外部自举二极管支持:在低输入电压或高占空比应用下,可外接自举二极管提升效率。
  • 三种封装可选:TSSOP-14(Exposed Pad,带 PGOOD 和 VOUT 放电)、SOP-8(Exposed Pad,基本功能)、WDFN-10L 3×3(带 PGOOD),适配不同 PCB 空间和散热需求。

2. 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, VINR 电源输入电压 -0.3 20 V
SW 开关节点电压(DC) -0.3 VIN+0.3 V
SW (<10ns) 开关节点瞬态电压 -5 25 V
BOOT-SW 自举至开关电压 -0.3 6 V
EN, VOUT 使能/放电引脚 -0.3 20 V
其他引脚 逻辑/控制引脚 -0.3 6 V
PD (TSSOP-14 EP) 功耗 (TA=25°C) 2.5 W
PD (SOP-8 EP) 功耗 (TA=25°C) 2.041 W
PD (WDFN-10L 3×3) 功耗 (TA=25°C) 1.667 W
TJ 结温范围 -40 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 2 kV
推荐工作条件
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 4.5 18 V
VOUT 输出电压 0.765 7 V
TJ 结温范围 -40 125 °C
TA 环境温度 -40 85 °C
关键电气特性 (VIN=12V, TA=25°C, 典型值)
参数 条件 典型值 单位
VIN 工作电压范围 4.5 – 18 V
VOUT 调节范围 0.765 – 7 V
开关频率 650 kHz
输出电流能力 5.5 A
反馈参考电压 0.765 V
反馈电压精度 TA=-40°C~85°C ±1.3 %
高侧导通电阻 80
低侧导通电阻 35
关断电流 (ISHDN) EN=0V ≤10 μA
静态电流 (IQ) VFB=0.8V 1.1 mA
电流限值(谷值) 6.9 A
最小关断时间 260 ns
UVLO 唤醒阈值 VREG5 上升 3.85 V
UVLO 迟滞 0.35 V
EN 逻辑高阈值 2 V
EN 逻辑低阈值 0.4 V
过温保护阈值 150 °C
过温保护迟滞 25 °C
SS 充电电流 6 μA
OVP 触发阈值 120 %
UVP 触发阈值 70 %
PGOOD 上升阈值 VFB 上升 95 %

3. 引脚功能说明

CXSD61149B 提供三种封装选项。各封装引脚功能对照如下表所示(TSSOP-14 和 WDFN-10L 支持 PGOOD 功能,SOP-8 为基本功能版本):

TSSOP-14 SOP-8 WDFN-10L 引脚名称 功能描述
1 VOUT 输出放电引脚(开漏),禁用时接地,需外接至输出端以启用放电功能。
2 2 2 FB 反馈电压输入,连接外部反馈电阻分压器中点以设置输出电压,反馈阈值 0.765V。
3 3 3 VREG5 内部 5.1V 稳压器输出,需外接 1μF 陶瓷电容去耦。
4 4 4 SS 软启动时间设置,外接电容至 GND 可调节软启动时间。
5 GND 模拟地(仅 TSSOP-14)。
6 5 PGOOD 电源良好指示(TSSOP-14/WDFN-10L),开漏输出,需外接上拉电阻。
7 1 1 EN 使能控制输入,高电平使能,低电平关断,关断电流 <10μA。
8, 9 5 11 (EP) PGND 功率地,需焊接到大面积 PCB 铜区以增强散热。
10, 11 6, 7 6, 7 SW 开关节点,连接外部电感。
12 8 8 BOOT 自举电源,外接 0.1μF 电容至 SW 引脚。
13 9, 10 9, 10 VIN 电源输入,输入电压范围 4.5V~18V,需外接 ≥10μF×2 陶瓷电容。
14 VINR 内部线性稳压器电源输入(仅 TSSOP-14),需外接 0.1μF 陶瓷电容。
15 (EP) 9 (EP) 11 (EP) PGND 散热焊盘,必须焊接到 PCB 地平面。

4. 典型应用电路

CXSD61149B 典型应用电路如下图所示。以 SOP-8 封装为例,外部仅需输入电容、输出电容、电感、反馈电阻分压器、补偿网络以及软启动电容即可构成完整的 5.5A 同步降压电源方案。建议输入电容 ≥ 10μF×2(X7R),输出电容 22μF~68μF,电感值推荐 1.4μH~3.3μH。SS 引脚外接电容设置软启动时间,COMP 引脚外接 RC 补偿网络。

典型应用电路
图2. CXSD61149B 典型应用电路(SOP-8 封装示例)

图2. 典型应用电路 (CXSD61149B) — *PGOOD 仅 TSSOP-14 和 WDFN-10L 封装提供。

输出电压通过反馈电阻分压器设置,RFB1 和 RFB2 推荐取值如下表所示(VREF=0.765V):

VOUT (V) RFB1 (kΩ) RFB2 (kΩ) CFF (pF) L (μH) COUT (μF)
1.0 6.81 22.1 1.4 22 – 68
1.05 8.25 22.1 1.4 22 – 68
1.2 12.7 22.1 1.4 22 – 68
1.8 30.1 22.1 5 – 22 2.2 22 – 68
2.5 49.9 22.1 5 – 22 2.2 22 – 68
3.3 73.2 22.1 5 – 22 2.2 22 – 68
5.0 124 22.1 5 – 22 3.3 22 – 68
7.0 180 22.1 5 – 22 3.3 22

5. 引脚封装图

CXSD61149B 提供 TSSOP-14(Exposed Pad)、SOP-8(Exposed Pad)和 WDFN-10L 3×3 三种封装,满足不同散热和 PCB 空间需求。热阻参数分别为 40°C/W、49°C/W 和 60°C/W(四层 1oz 铜测试板)。

引脚封装图
图3. 三种封装外形图(TSSOP-14 / SOP-8 / WDFN-10L)

图3. 封装外形图 (CXSD61149B)

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT 控制架构

CXSD61149B 采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,提供超快速负载瞬态响应,无需外部补偿网络,支持低 ESR 陶瓷输出电容。芯片通过监测输入电压和 SW 信号设定导通时间,确保开关频率在输入电压和负载范围内保持恒定(约 650kHz)。当反馈电压降至参考电压以下时,内部导通时间单稳态电路被触发,高侧 MOSFET 导通,实现快速响应。

6.2 断续轻载模式(DCM)

CXSD61149B 在轻载时自动进入 断续导通模式(DCM),有效降低开关损耗,维持高效率。当电感电流降至零时,低侧 MOSFET 关断,避免负向电流,降低开关损耗,提高轻载效率。

6.3 可调软启动(SS)

芯片支持 外部可调软启动,通过 SS 引脚外接电容设置软启动时间。内部提供 6μA 充电电流,软启动时间计算公式:

tSS(ms) = CSS(nF) × 0.765 / 6μA

推荐电容范围 2.7nF~220nF。例如使用 3.9nF 电容时,软启动时间约为 0.5ms。

6.4 过流保护(OCP)

芯片提供 低侧 MOSFET 谷值电流检测 的逐周期过流保护。当感测的谷值电感电流超过电流限值阈值(典型 6.9A)时,OCP 被触发,防止输出短路或过载损坏。

6.5 输出欠压保护(UVP)

当反馈电压 VFB 低于参考电压的 70% 时触发 UVP。TSSOP-14 封装采用 锁存模式(需通过 EN 或 VIN 复位),SOP-8 和 WDFN-10L 封装采用 打嗝模式(自动尝试恢复),灵活适配不同系统需求。

6.6 输出过压保护(OVP)

芯片具备 输出过压保护,当输出电压超过设定值 120% 时触发保护,防止电压尖峰损坏负载。

6.7 过温保护(OTP)

芯片包含 过温保护电路,当结温超过 150°C 时停止开关,待温度下降约 25°C 后重新启动。

6.8 电源良好指示(PGOOD)

TSSOP-14 和 WDFN-10L 封装提供 PGOOD 开漏输出,需外接上拉电阻。当 FB 电压高于参考电压的 95% 时,PGOOD 为高阻抗;当 FB 低于 85% 时,PGOOD 拉低。软启动和关断期间 PGOOD 保持低电平。

6.9 外部自举二极管

在输入电压低于 5.5V 或占空比高于 65% 的应用中,建议在 BOOT 引脚和外部 5V 电源之间外接自举二极管(如 1N4148 或 BAT54),可提升效率。

7. 应用信息

7.1 电感选择

推荐峰峰值纹波电流为负载电流的 20%~30%。电感值计算公式:

L = VOUT × (VIN - VOUT) / (fSW × ΔIL × VIN)

以 1.05V 输出、12V 输入、5.5A 负载为例:

L = 1.05 × (12 - 1.05) / (650kHz × 1.1A × 12) ≈ 1.4μH

建议电感饱和电流额定值 ≥ 芯片电流限值(典型 6.9A),以确保瞬态条件下安全。

7.2 输入/输出电容选择

推荐使用 X5R/X7R 陶瓷电容。输入电容建议 ≥ 10μF×2,耐压 25V 以上。输出电容建议 22μF~68μF,需考虑 DC 偏置效应导致的有效容值下降。

7.3 补偿网络设计

COMP 引脚外接 RC 串联网络(RC 和 CC)用于环路补偿,必要时可并联 CP 电容。推荐值参见典型应用电路表格。

7.4 输出电压设置

通过外部反馈电阻分压器设置输出电压:

VOUT = 0.765V × (1 + RFB1 / RFB2)

建议 R2 在 10kΩ~100kΩ 之间,使用 ±1% 精度电阻。

8. PCB 布局建议

  • 高电流路径最短化:输入电容 → 高侧 FET → 电感 → 输出电容 的路径应尽可能短而宽,减少寄生电感和电阻。
  • 输入电容放置:VIN 旁路电容应紧靠 VIN 和 PGND 引脚放置,与 IC 在同一层。建议使用 ≥ 10μF×2 (1206) 陶瓷电容。
  • SW 节点:高频电压摆幅节点,应保持最小面积,减少 EMI 辐射。反馈网络等模拟元件应远离 SW 节点。
  • 反馈网络:反馈电阻分压器应放置在输出电容之后,靠近 FB 引脚。FB 引脚走线应短而直,避免与 SW 节点平行。
  • 地线处理:PGND 和 AGND(TSSOP-14)应分开走线,在 Exposed Pad 处单点连接。Exposed Pad 必须焊接到地平面,并添加多个导热过孔以改善散热。
  • 散热设计:三种封装热阻不同,TSSOP-14(40°C/W)散热最佳,WDFN-10L(60°C/W)次之,SOP-8(49°C/W)居中。根据实际功耗选择合适的封装。
热设计参考: 最大允许功耗 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA。在 TA=25°C 时,TSSOP-14 为 2.5W,SOP-8 为 2.041W,WDFN-10L 为 1.667W。实际设计中应考虑环境温度和散热条件。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61149B 提供 TSSOP-14(Exposed Pad)、SOP-8(Exposed Pad)和 WDFN-10L 3×3 三种封装选项,无铅、RoHS 合规,兼容 SnPb 或无铅焊接工艺。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(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 现场支持。

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