CXSD61151 100mA同步降压DC-DC转换器 | 4.75V-36V输入 | 边界导通模式 | 低静态电流 - 嘉泰姆电子

CXSD61151 100mA同步降压DC-DC转换器 | 4.75V-36V输入 | 边界导通模式 | 低静态电流 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61151
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
浏览次数:8 次
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产品简介

CXSD61151 是100mA同步降压DC-DC转换器,输入4.75V-36V,边界导通模式(BCM),低静态电流25μA,集成高侧/低侧开关,可调峰值电流限制,提供OCP、UVLO、OTP保护,SOT-23-6/8封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.75V~36V
输出电压 (VOUT)0.8V~15V
输出电流 (IOUT)0.1A
工作频率2000kHz
转换效率95%
封装类型SOT-26;SOT-28
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodResistor
Switching frequency2700kHz~3000kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesEnable Input;OCP;OVP;PSM;Power Good
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)3000
Ron LS (typ) (mOhm)1500
Iq (typ) (mA)0.16
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)0.225
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61151 100mA同步降压DC-DC转换器
4.75V-36V宽输入 | 边界导通模式(BCM) | 低静态电流25μA | SOT-23-6/8封装

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61151 | 封装:SOT-23-6 / SOT-23-8

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61151 是一款高效率、单片同步降压 DC-DC 转换器,输入电压范围 4.75V 至 36V,可提供高达 100mA 的输出电流,输出电压可调(0.4V 至 5V)。芯片内部集成了高侧和低侧功率开关(高侧 3Ω,低侧 1.5Ω),无需外部补偿网络,显著减小方案尺寸。采用 边界导通模式(BCM) 控制,轻载时进入休眠状态,空载静态电流仅 25μA(典型值),在全负载范围内维持高效率。芯片支持 可调峰值电流限制(通过 ISET 引脚外接电阻设定,范围 50mA~225mA),适用于不同功率需求的应用。

CXSD61151 具备 内部软启动 功能,有效抑制启动浪涌电流;提供 低关断电流(3μA),适合电池供电系统。芯片具备全面的保护功能,包括逐周期峰值过流保护、输入欠压锁定(UVLO)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。SOT-23-8 封装额外提供 PGOOD 电源良好指示。该系列产品是无绳电动工具、无线充电器、工业与商业低功耗系统、绿色电子、MCU 供电、无线 LED 照明等应用的理想选择。

核心优势: 100mA 输出电流 | 4.75V-36V 宽输入 | 边界导通模式(BCM)| 空载静态电流 25μA | 可调峰值电流限制(50-225mA)| 集成高侧/低侧开关 | 无需外部补偿 | 内部软启动 | 逐周期过流保护 | 低关断电流 3μA | PGOOD 指示(8引脚封装)| SOT-23-6/8 封装 | 无铅/RoHS 合规。

 

1. 主要特点与技术亮点

100mA 输出电流满足低功耗应用需求
4.75V-36V 宽输入兼容工业与汽车电源
边界导通模式(BCM)低静态电流 25μA,轻载高效
可调峰值电流ISET 外接电阻设定 50-225mA
集成功率开关高侧 3Ω,低侧 1.5Ω
无需外部补偿简化设计,减少元件
内部软启动抑制启动浪涌电流
全面保护OCP、UVLO、OTP
  • 边界导通模式(BCM)控制:结合休眠周期,空载静态电流仅 25μA,在轻载和重载下均保持高效率。
  • 可调峰值电流限制:通过 ISET 引脚外接电阻(R_ISET),可将峰值电流设定在 50mA 至 225mA 之间,灵活适配不同输出功率需求。
  • 集成低 RDS(ON) 开关:高侧 3Ω、低侧 1.5Ω,降低导通损耗,提升转换效率。
  • 内部软启动:典型软启动时间 1ms,有效抑制启动浪涌电流,支持预偏置输出启动。
  • 低关断电流:关断模式功耗仅 3μA(典型),适合电池供电的待机应用。
  • 电源良好指示(PGOOD):SOT-23-8 封装提供开漏 PGOOD 输出,实时监测输出电压状态(阈值 87.5% VREF)。
  • 高精度反馈电压:±1% 精度,输出调节精准。
  • 双封装可选:SOT-23-6(基本功能)和 SOT-23-8(带 PGOOD 和 AGND),灵活适配不同 PCB 空间需求。

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 电源输入电压 -0.3 40 V
SW 开关节点电压(DC) -0.3 40.3 V
SW (<10ns) 开关节点瞬态电压 -5 46.3 V
其他引脚 逻辑/控制引脚 -0.3 6 V
PD (SOT-23-6) 功耗 (TA=25°C) 0.48 W
PD (SOT-23-8) 功耗 (TA=25°C) 0.53 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 4.75 36 V
VOUT 输出电压 0.4 5 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 4.75 – 36 V
VOUT 调节范围 0.4 – 5 V
输出电流能力 100 mA
反馈参考电压 0.8 V
反馈电压精度 ±1 %
高侧导通电阻 3 Ω
低侧导通电阻 1.5 Ω
空载静态电流 (IQ_NSW) 非开关状态 25 μA
开关状态电流 (IQ_SW) 160 μA
关断电流 (ISHDN) EN=0V 3 μA
峰值电流限值(默认) ISET 悬空 225 mA
峰值电流限值(最小) ISET 短接 GND 50 mA
软启动时间 0% ~ 90% VOUT 1 ms
UVLO 上升阈值 4.2 V
UVLO 迟滞 300 mV
EN 逻辑高阈值 1.2 V
EN 逻辑低阈值 1.0 V
过温保护阈值 150 °C
过温保护迟滞 30 °C
PGOOD 上升阈值 VFB 上升 87.5 %VREF

3. 引脚功能说明

CXSD61151 提供 SOT-23-6 和 SOT-23-8 两种封装。6 引脚封装提供基础功能,8 引脚封装额外提供 PGOOD 和 AGND 引脚。

SOT-23-6 引脚 SOT-23-8 引脚 引脚名称 功能描述
1 7 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 0.8V。
2 2 GND 功率地,需通过多个过孔连接到 PCB 地平面。
3 8 EN 使能控制输入,高电平(>1.25V)使能,低电平(<0.3V)关断,内部 2μA 上拉电流支持自动启动。
4 4 ISET 峰值电流设定引脚,外接电阻至 GND 设定限流值(50mA~225mA),悬空为最大 225mA,短接 GND 为最小 50mA。
5 3 VIN 电源输入,输入电压范围 4.75V~36V,需外接 ≥2.2μF 陶瓷电容。
6 6 SW 开关节点,连接外部电感。
5 AGND 模拟地(仅 SOT-23-8),需用独立过孔连接到第二层地平面。
1 PG 电源良好指示(仅 SOT-23-8),开漏输出,需外接上拉电阻。

4. 典型应用电路

CXSD61151 典型应用电路如下图所示。外部仅需输入电容、输出电容、电感、反馈电阻分压器、峰值电流设定电阻以及可选的 PGOOD 上拉电阻(8 引脚封装)。建议输入电容 ≥ 2.2μF(有效容值 ≥ 0.58μF),输出电容 22μF,电感值 100μH~150μH。ISET 引脚外接电阻设定峰值电流,悬空时默认 225mA。

典型应用电路
图2. CXSD61151 典型应用电路

图2. 典型应用电路 (CXSD61151) — *PGOOD 仅 SOT-23-8 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=0.8V):

VOUT (V) CIN (μF) COUT (μF) L (μH) R2 (kΩ) R1 (kΩ) CFF (pF) ISET
1.8 2.2 10 150 24 30 68 Floating
3.3 2.2 10 150 24 75 120 Floating
5.0 2.2 10 150 24 126 150 Floating

5. 引脚封装图

CXSD61151 提供 SOT-23-6 和 SOT-23-8 两种表面贴装封装,尺寸小巧,适合空间受限的便携设备和模块化产品。

引脚封装图
图3. SOT-23-6 和 SOT-23-8 封装外形图

图3. 封装外形图 (CXSD61151)

6. 工作原理与设计指导

6.1 边界导通模式(BCM)控制

CXSD61151 采用 迟滞模式控制,工作在 边界导通模式(BCM) 和休眠模式的组合中。反馈比较器持续监测 VFB 引脚电压,与内部 0.8V 参考电压比较。当 VFB 高于参考电压时,芯片进入休眠模式,功率开关和电流比较器关闭,VIN 引脚供电电流降至 25μA(典型)。输出电容为负载供电,VFB 逐渐下降。当 VFB 低于参考电压 5mV 时,反馈比较器启动 BCM 周期:高侧 MOSFET 导通,电感电流上升,当达到峰值电流阈值或导通时间超过 5μs 时,高侧 MOSFET 关断,低侧 MOSFET 导通,电感电流下降至接近零。若 VFB 仍低于参考电压,则重复上述过程。该控制架构的平均输出电流为峰值电流的一半,开关频率随输入/输出电压和电感值变化,并提供固有的短路保护。

6.2 可调峰值电流限制

芯片通过 ISET 引脚外接电阻设定高侧峰值电流限值。电阻值计算公式:

R_ISET = (I_LIM_H - 0.05) × 5.88 × 10^6

其中 50mA < I_LIM_H < 225mA。ISET 悬空时峰值电流为 225mA(默认),短接至 GND 时为 50mA(最小值)。最大平均输出电流为峰值电流的一半,选型时需留足裕量。

6.3 软启动(SS)

芯片内置 1ms 软启动,有效抑制启动浪涌电流。内部电流源为电容充电产生软启动斜坡电压,输出电压平滑上升至目标值。

6.4 保护功能详解

  • 逐周期峰值过流保护(OCP):每个开关周期监测高侧开关电流,当达到峰值限值时立即关断高侧开关,防止过载或短路损坏。
  • 输入欠压锁定(UVLO):当 VIN 低于 3.9V(典型)时禁止开关,防止 MOSFET 不完全导通。
  • 过温保护(OTP):结温超过 150°C 时停止开关,降温 30°C 后重新启动。

6.5 电源良好指示(PGOOD)

仅 SOT-23-8 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 87.5% 时,PGOOD 为高阻抗;当 FB 低于 82.5% 时,PGOOD 拉低。软启动和关断期间 PGOOD 保持低电平。

7. 应用信息

7.1 电感选择

电感值影响开关频率和输出纹波。建议电感值由下式估算:

L = (VOUT / (fMAX × Ipeak)) × (1 - VOUT/VIN)

典型应用中推荐 100μH~150μH 电感。电感饱和电流应大于峰值电流限值。

7.2 输入电容选择

推荐使用 X5R/X7R 陶瓷电容,容值 ≥ 2.2μF(有效容值 ≥ 0.58μF,在 -40°C~85°C 和 36V DC 偏压下),耐压 50V 以上。输入电容应紧靠 VIN 和 GND 引脚。

7.3 输出电容选择

输出电容需存储能量以在休眠模式时维持负载,同时滤除纹波。推荐 10μF~22μF 陶瓷电容,纹波电压计算公式:

VRIPPLE = ΔIL × (ESR + 1/(8 × COUT × fSW))

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 = 0.8V × (1 + RFB1 / RFB2)

建议 R2 在 10kΩ~100kΩ 之间,使用 ±1% 精度电阻。可在 RFB1 上并联前馈电容 CFF(47pF~470pF)改善稳定性。

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。
  • 输入电容放置:VIN 旁路电容应紧靠 VIN 和 GND 引脚,建议使用 ≥ 2.2μF MLCC 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:反馈电阻分压器应靠近 FB 引脚,走线远离 SW 节点和电感。
  • 地线处理:GND 和 AGND(8 引脚封装)应分开走线,在单点连接。Exposed Pad 不存在,但 GND 需通过过孔连接到地平面。
  • 散热设计:SOT-23-6 θJA=208.2°C/W,SOT-23-8 θJA=186.2°C/W(四层板)。建议增加铜箔面积改善散热。
热设计参考: 最大允许功耗 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA。在 TA=25°C 时,SOT-23-6 为 0.48W,SOT-23-8 为 0.53W。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

CXSD61151 提供 SOT-23-6 和 SOT-23-8 两种封装选项,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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