CXSD61154C/D 2A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-18V输入 | 800kHz | ACOT控制 - 嘉泰姆电子

CXSD61154C/D 2A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-18V输入 | 800kHz | ACOT控制 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61154C
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

CXSD61154C/D 是2A同步降压DC-DC转换器,输入4.5V-18V,800kHz开关频率,ACOT控制,集成163mΩ/86mΩ MOSFET,C支持断续轻载模式(DCM),D支持强制PWM,提供OCP、UVP、OVP、OTP保护,TSOT-23-6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)0.8V~5V
输出电流 (IOUT)2A
工作频率800kHz
转换效率95%
封装类型TSOT-26(FC)
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;COT Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;Internal Compensation;OCP;OTP;PSM
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)163
Ron LS (typ) (mOhm)86
Iq (typ) (mA)0.5
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)3.3
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61154C/D 2A同步降压DC-DC转换器
4.5V-18V宽输入 | 800kHz开关频率 | ACOT控制 | TSOT-23-6封装

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61154C/D | 封装:TSOT-23-6 (FC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61154C/D 是一款高效、单片同步降压 DC-DC 转换器,输入电压范围 4.5V 至 18V,可提供高达 2A 的输出电流,输出电压可调(0.8V 至 6.3V)。芯片内部集成了低导通电阻的功率 MOSFET(高侧 163mΩ,低侧 86mΩ),在 TSOT-23-6 小型封装中实现高功率密度设计。采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,提供超快速瞬态响应,支持小型陶瓷输出电容,无需复杂的外部补偿网络,开关频率高达 800kHz,允许使用更小的外部元件。

CXSD61154C 在轻载时自动进入 断续导通模式(DCM),维持高效率;CXSD61154D 则采用 强制 PWM 模式,满足对输出电压纹波和调节精度有严格要求的应用。芯片具备全面的保护功能,包括逐周期谷值电流限制(限流典型 3.3A)、输入欠压锁定(UVLO)、输出欠压打嗝保护(UVP)、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。该系列产品是机顶盒、便携电视、接入点路由器、DSL 调制解调器、LCD TV 等应用的理想选择。

核心优势: 2A 输出电流 | 4.5V-18V 宽输入 | 800kHz 高开关频率 | ACOT 超快瞬态响应 | 163mΩ/86mΩ 低 RDS(ON) | DCM(C)/强制PWM(D)可选 | 逐周期谷值电流限制 | 打嗝模式 UVP | OVP 保护 | 内部软启动 | TSOT-23-6 小型封装 | 无铅/RoHS 合规。

1. 主要特点与技术亮点

2A 输出电流满足中等功率负载需求
4.5V-18V 宽输入兼容多种直流电源
800kHz 高频率更小外部元件尺寸
ACOT 控制超快瞬态响应,无需外部补偿
低导通电阻高侧 163mΩ,低侧 86mΩ
DCM / 强制PWMC支持DCM轻载高效,D支持强制PWM
内部软启动抑制启动浪涌电流
全面保护OCP、UVLO、UVP、OVP、OTP
  • 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。
  • 800kHz 高开关频率:允许使用更小的电感和电容,显著减小方案尺寸,适合空间受限的便携设备。
  • 断续导通模式(DCM)— CXSD61154C:轻载时自动进入断续模式,降低开关损耗,维持全负载范围的高效率。
  • 强制 PWM 模式 — CXSD61154D:固定频率工作,满足对输出电压纹波和调节精度有严格要求的应用。
  • 集成低 RDS(ON) MOSFET:高侧 163mΩ、低侧 86mΩ,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。
  • 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(典型 3.3A),防止输出短路或过载损坏。
  • 打嗝模式输出欠压保护:当反馈电压低于 50% 参考电压时进入打嗝模式(关断 3.6ms/恢复 1.2ms),降低短路功耗,故障移除后自动恢复。
  • 输出过压保护(OVP):当输出电压超过设定值 125% 时触发保护,防止电压尖峰损坏负载。
  • 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。

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 20 V
LX 开关节点电压(DC) -0.3 VIN+0.3 V
LX (<50ns) 开关节点瞬态电压 -6 25 V
BOOT 自举电压 VLX-0.3 VIN+6.3 V
其他引脚 逻辑/控制引脚 -0.3 6 V
PD 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 0.8 6.3 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 0.8 – 6.3 V
开关频率 800 kHz
输出电流能力 2 A
反馈参考电压 0.8 V
反馈电压精度 ±1.5 %
高侧导通电阻 163
低侧导通电阻 86
关断电流 (ISHDN) EN=0V ≤5 μA
静态电流 (IQ) VFB=0.85V 0.5 mA
谷值电流限值 3.3 A
高侧电流限值 5.8 A
软启动时间 0V ~ 0.8V VFB 1 ms
最小关断时间 240 ns
最小导通时间 60 ns
UVLO 上升阈值 3.9 V
UVLO 迟滞 340 mV
EN 逻辑高阈值 1.5 V
EN 逻辑低阈值 1.28 V
过温保护阈值 150 °C
过温保护迟滞 20 °C
UVP 触发阈值 50 %VREF
OVP 触发阈值 125 %

3. 引脚功能说明

CXSD61154C/D 采用 TSOT-23-6 (FC) 封装,共 6 个引脚,在紧凑的尺寸内集成了完整的 2A 降压转换器。

引脚号 引脚名称 功能描述
1 GND 系统地,为控制电路和低侧 MOSFET 提供地回路。
2 LX 开关节点,连接外部电感。
3 VIN 电源输入,输入电压范围 4.5V~18V,需外接大容量电容去耦。
4 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。
5 EN 使能控制输入,高电平使能,低电平关断,不可悬空。
6 BOOT 自举电源,为高侧栅极驱动器供电,需外接 ≥100nF 电容至 LX 引脚。

4. 典型应用电路

CXSD61154C/D 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、反馈电阻分压器以及自举电容即可构成完整的 2A 同步降压电源方案。建议输入电容 ≥ 10μF(X7R),输出电容 22μF,电感值推荐 1.2μH~2.2μH。

典型应用电路
图2. CXSD61154C/D 典型应用电路

图2. 典型应用电路 (CXSD61154C/D)

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) RFB1 (kΩ) RFB2 (kΩ) CFF (pF) L (μH) COUT (μF)
1.0 6 24 1.2 22
1.2 12 24 1.2 22
1.5 21 24 2.2 22
1.8 30 24 10 – 100 2.2 22
2.5 51 24 10 – 68 2.2 22
3.3 75 24 10 – 68 2.2 22

注:对于低输出电压应用,可通过添加前馈电容(CFF)优化负载瞬态响应。

5. 引脚封装图

CXSD61154C/D 采用 TSOT-23-6 (FC) 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。θJA 典型值为 60°C/W(四层 1oz 铜测试板)。

引脚封装图
图3. TSOT-23-6 (FC) 封装外形图

图3. TSOT-23-6 (FC) 封装外形图 (CXSD61154C/D)

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT 控制架构

CXSD61154C/D 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。反馈电压叠加虚拟电感电流斜坡后与参考电压比较,当组合信号低于参考电压且最小关断时间已过、电感电流低于限流阈值时,触发导通时间单稳态电路。导通时间与输入/输出电压成比例调整,实现伪固定频率(800kHz)工作。ACOT 架构无需外部补偿,提供超快瞬态响应,尤其适合低输出电压和低占空比应用。

6.2 断续导通模式(DCM)— CXSD61154C

CXSD61154C 在轻载时自动进入 断续导通模式(DCM),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 强制 PWM 模式 — CXSD61154D

CXSD61154D 采用 强制 PWM 模式,在整个负载范围内保持固定频率工作,满足对输出电压纹波和调节精度有严格要求的应用。

6.4 内部软启动(SS)

芯片内置 内部软启动,有效抑制启动浪涌电流。上电时内部电容由电流源充电产生软启动斜坡电压,输出电压平滑上升至目标值。软启动时间约为 1ms(VFB 从 0V 至 0.8V)。

6.5 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 3.3A)时,OCP 被触发,抑制导通时间触发直至电感电流降至限值以下,防止输出短路或过载损坏。高侧 MOSFET 峰值电流限值典型 5.8A。

6.6 打嗝模式输出欠压保护(UVP)

当反馈电压 VFB 低于参考电压的 50% 时触发 UVP。芯片进入 打嗝模式,关断约 3.6ms 后尝试恢复约 1.2ms。若故障消除则恢复正常工作;否则重复打嗝循环,有效降低短路功耗。

6.7 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 125% 时触发保护,防止电压尖峰损坏负载。

6.8 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 20°C 后重新启动。

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 40% 左右。电感值计算公式:

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

以 1.8V 输出、12V 输入、2A 负载为例:

L = 1.8 × (12 - 1.8) / (800kHz × 0.8A × 12) ≈ 2.4μH

电感峰值电流:

IL(PEAK) = IOUT(MAX) + ΔIL/2 = 2A + 0.4A = 2.4A

建议电感饱和电流额定值 ≥ 芯片电流限值(典型 3.3A),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,耐压 25V 以上。输出电容建议 22μF,需考虑 DC 偏置效应导致的有效容值下降。输出纹波电压:

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

7.3 前馈电容(CFF)

对于高输出电压应用(VOUT > 1.8V),建议在 RFB1 上并联前馈电容 CFF,可加快瞬态响应。CFF 值可通过以下公式估算,典型值参见推荐元件表。

CFF = 1 / (2π × R1 × BW × 0.8)

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。

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 GND 引脚放置,与 IC 在同一层。建议使用 ≥ 10μF (0805/1206) 陶瓷电容。
  • LX 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 LX 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 LX 节点平行。
  • 地线处理:GND 应直接连接到低阻抗地平面,通过宽走线或过孔连接到内层地平面。
  • 散热设计:TSOT-23-6 (FC) 封装 θJA 典型值为 60°C/W(四层板),最大功耗 1.667W(TA=25°C)。建议增加铜箔面积和导热过孔改善散热。
热设计参考: 最大允许功耗 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA。在 TA=25°C 时,PD(MAX) = (125°C - 25°C) / 60°C/W ≈ 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

CXSD61154C/D 采用 TSOT-23-6 (FC) 封装,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。

型号 轻载模式 开关频率 封装
CXSD61154C DCM(断续导通模式) 800kHz TSOT-23-6 (FC)
CXSD61154D 强制 PWM 800kHz TSOT-23-6 (FC)

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