CXSD61166A/B/C 8A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-23V输入 | ACOT控制 | USM超声波模式 - 嘉泰姆电子

CXSD61166A/B/C 8A同步降压DC-DC转换器 | 4.5V-23V输入 | ACOT控制 | USM超声波模式 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61166A
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

CXSD61166A/B/C 是8A同步降压DC-DC转换器,输入4.5V-23V,ACOT控制,集成20mΩ/10mΩ MOSFET,支持超声波模式(USM),可调/固定输出可选,提供OCP、UVP、OVP、OTP保护,UQFN-12HL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~23V
输出电压 (VOUT)0.6V~5.1V
输出电流 (IOUT)8A
工作频率500kHz
转换效率95%
封装类型UQFN3x3-12H(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;Adjustable Current Limit;Built-in Bootstrap Switch;Cycle-by-Cycle Current Limit;Diode Emulation Mode;Enable Input;Fast Transient Response;OCP;OTP;OVP;PSM;Power Good;Stable with Ceramic Capacitor;UVP;Ultrasonic Mode Control
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)20
Ron LS (typ) (mOhm)10
Iq (typ) (mA)0.1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)12
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61166A/B/C 8A同步降压DC-DC转换器
4.5V-23V宽输入 | ACOT控制 | 超声波模式(USM) | UQFN-12HL封装

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61166A/B/C | 封装:UQFN-12HL 3×3mm

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61166A/B/C 系列是一款先进恒定导通时间(ACOT)模式同步降压 DC-DC 转换器,输入电压范围 4.5V 至 23V(CXSD61166C 为 5.1V 至 23V),可提供高达 8A 的输出电流。芯片内部集成了超低导通电阻的功率 MOSFET(高侧 20mΩ,低侧 10mΩ),在 UQFN-12HL 3×3mm 封装中实现高功率密度设计。ACOT 控制架构提供超快速瞬态响应,支持全 MLCC 陶瓷输出电容,无需复杂的外部补偿网络。

该系列提供三种型号选择:CXSD61166A 为可调输出电压版本(0.6V 至 5.1V),CXSD61166B 为固定 3.3V 输出版本,CXSD61166C 为固定 5.1V 输出版本(内置 3.3V LDO 和 300kHz CLK 输出)。芯片具备 超声波模式(USM),消除轻载时的音频噪声,并支持 可编程电流限制(8A/10A/12A 可选,通过 ILMT 引脚设定)。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/过压保护(UVP/OVP,锁存模式)以及过温保护(OTP),并配备 PGOOD 电源良好指示。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 负载点调节等大功率应用的理想选择。

核心优势: 8A 输出电流 | 4.5V-23V 宽输入 | ACOT 超快瞬态响应 | 20mΩ/10mΩ 超低 RDS(ON) | 超声波模式(USM)| 可编程电流限制(8/10/12A)| 可调/固定输出电压可选 | 内部 LDO(C型号)| 300kHz CLK 输出(C型号)| 逐周期过流保护 | 锁存模式 UVP/OVP/OTP | PGOOD 指示 | UQFN-12HL 3×3 封装 | 无铅/RoHS 合规。

 

1. 型号对比与选型指南

CXSD61166 系列提供三种型号,覆盖可调输出和固定输出电压应用,具体差异如下表所示:

参数 CXSD61166A CXSD61166B CXSD61166C
输入电压范围 4.5V – 23V 4.5V – 23V 5.1V – 23V
输出电压 可调(0.6V – 5.1V) 固定 3.3V 固定 5.1V
开关频率 500kHz 500kHz 750kHz
电流限制设置 ILMT 引脚(8/10/12A) ILMT 引脚(8/10/12A) 固定 9A
峰值电流限值 约 15A 约 15A 约 15A
内置 LDO 3.3V / 100mA
CLK 输出 300kHz
VCC 旁路功能 ✓(BYP 引脚) ✓(BYP 引脚)
热阻 θJA 35.8°C/W
封装 UQFN-12HL 3×3

2. 主要特点与技术亮点

8A 输出电流满足大功率负载需求
4.5V-23V 宽输入兼容工业与通信电源
ACOT 控制超快瞬态响应,无需外部补偿
超低导通电阻高侧 20mΩ,低侧 10mΩ
超声波模式(USM)消除轻载音频噪声
可编程电流限制8A/10A/12A 三档可选
内置 LDO(C型号)3.3V/100mA 输出
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。
  • 超声波模式(USM):独特的轻载工作模式,最小开关周期 30μs(典型),通过 EN 引脚电压选择(>2.3V 进入 USM 模式),消除音频频率范围内的脉冲跳跃噪声,适合对音频敏感的应用(如音响设备、麦克风供电等)。
  • 可编程电流限制:通过 ILMT 引脚可设定谷值电流限制为 8A、10A 或 12A(CXSD61166A/B),灵活适配不同负载和保护需求。C 型号的电流限制固定为 9A。
  • 集成超低 RDS(ON) MOSFET:高侧 20mΩ、低侧 10mΩ,显著降低导通损耗,提升转换效率。
  • 内置 3.3V LDO(CXSD61166C):可提供 100mA 输出电流,为外部电路供电,当 VOUT 高于 4.7V 时自动切换至 VOUT 供电,降低功耗。
  • 300kHz CLK 输出(CXSD61166C):可用于驱动外部电荷泵电路,产生更高电压(如 14V),满足特殊应用需求。
  • VCC 旁路功能(CXSD61166A/B):当 BYP 引脚电压高于 4.7V 时,内部 3Ω 开关将 VCC 连接至 BYP,同时关闭内部 LDO,降低功耗。
  • 内部软启动:典型软启动时间 0.6ms,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。
  • 峰值电流限制:高侧 MOSFET 峰值电流限值约 15A,防止电感饱和或浪涌电流损坏。
  • 锁存模式保护:UVP、OVP 和 OTP 采用锁存模式,触发后需通过 EN 或 VIN 复位,确保系统安全。
  • 电源良好指示(PGOOD):开漏输出,实时监测输出电压状态(阈值 90%)。

3. 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 27 V
EN 使能输入电压 -0.3 27 V
LX 开关节点电压(DC) -0.3 VIN+0.3 V
LX (<30ns) 开关节点瞬态电压 -5 28 V
BOOT 自举电压 VLX-0.3 VLX+6 V
FB(A型号) 反馈电压 -0.3 4.5 V
VOUT(B/C型号) 输出电压 -0.3 4.5/6 V
其他引脚 逻辑/控制引脚 -0.3 6 V
PD 功耗 (TA=25°C) 2.79 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 CXSD61166A/B CXSD61166C 单位
VIN 输入电压 4.5 – 23 5.1 – 23 V
VOUT 输出电压 0.6 – 5.1(A型号)/ 3.3(B型号) 5.1 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(A/B) 4.5 – 23 V
VIN 工作电压范围(C) 5.1 – 23 V
输出电流能力 8 A
反馈参考电压(A型号) 0.6 V
固定输出电压(B型号) 3.3 V
固定输出电压(C型号) 5.1 V
开关频率(A/B) 500 kHz
开关频率(C) 750 kHz
高侧导通电阻 20
低侧导通电阻 10
关断电流(A/B) EN=0V 2.5 μA
关断电流(C) EN=0V 40 μA
静态电流 (IQ) IOUT=0 80-130 μA
谷值电流限值(C型号) 9 A
谷值电流限值(A/B,ILMT=0) 8 A
谷值电流限值(A/B,ILMT=浮空) 10 A
谷值电流限值(A/B,ILMT=1) 12 A
峰值电流限值 15 A
软启动时间 0.6 ms
最小导通时间 40-50 ns
最小关断时间(A/B) 300-400 ns
最小关断时间(C) 150-200 ns
UVLO 上升阈值(A/B) 4.5 V
UVLO 上升阈值(C) 5.4 V
EN 逻辑高阈值 0.8 V
EN 逻辑低阈值 0.4 V
USM 模式 EN 电压 2.3 – 23 V
正常模式 EN 电压 0.8 – 1.7 V
过温保护阈值 150 °C
OVP 触发阈值 120 %
UVP 触发阈值 60 %
LDO 输出电压(C型号) 3.3 V
LDO 输出电流(C型号) 100 mA
CLK 频率(C型号) 300 kHz
热阻 θJA 35.8 °C/W

4. 引脚功能说明

CXSD61166A/B/C 采用 UQFN-12HL 3×3mm 封装。各型号引脚功能略有差异,详见下表:

引脚号 引脚名称(A/B) 引脚名称(C) 功能描述
1 BOOT BOOT 自举电源,为高侧栅极驱动器供电,需外接 0.1μF 电容和 ≥10Ω 电阻至 LX 引脚。
2, 3 LX LX 开关节点,连接外部电感。
4 PGND PGND 功率地,需焊接到大面积 PCB 铜区以增强散热。
5 VIN VIN 电源输入,需外接 ≥10μF 陶瓷电容去耦。
6 EN EN 使能控制输入/USM 模式选择。高电平使能;电压 2.3V-23V 为 USM 模式,0.8V-1.7V 为正常模式。
7 PGOOD PGOOD 电源良好指示,开漏输出,需外接上拉电阻。
8 AGND AGND 模拟地,为控制电路和内部参考提供地回路。
9 VCC VCC 5V 线性稳压器输出,为内部电路供电,需外接 1μF 陶瓷电容去耦,不可外接负载。
10 FB(A型号)
VOUT(B型号)
VOUT(C型号)
FB(A型号)
VOUT(B型号)
VOUT(C型号)
A型号:反馈输入;B/C型号:输出电压检测,C型号同时为 LDO 提供旁路输入。
11 BYP(A/B型号) LDO(C型号) A/B型号:VCC 旁路输入;C型号:3.3V LDO 输出,可提供 100mA 电流。
12 ILMT(A/B型号) CLK(C型号) A/B型号:电流限制设置(低=8A,浮空=10A,高=12A);C型号:300kHz CLK 输出,用于驱动外部电荷泵。
Exposed Pad PGND PGND 功率地焊盘,必须焊接到 PCB 地平面以散热和降低噪声。

5. 典型应用电路

CXSD61166A/B/C 典型应用电路如下图所示。以 CXSD61166A 为例,外部仅需输入电容、输出电容、电感、反馈电阻分压器、VCC 去耦电容、BOOT 电阻电容以及可选的 PGOOD 上拉电阻即可构成完整的 8A/23V 同步降压电源方案。建议输入电容 ≥ 20μF(X5R/X7R),输出电容 22μF×2(44μF),电感值根据开关频率和输出电压选择。

典型应用电路
图2. CXSD61166A 典型应用电路

图2. 典型应用电路 (CXSD61166A) — *CFF 为可选前馈电容(仅 A 型号)。

 

CXSD61166B(固定 3.3V 输出)和 CXSD61166C(固定 5.1V 输出,带 LDO 和 CLK)的典型应用电路与 A 型号类似,但 FB 引脚改为 VOUT 引脚(内部固定分压),且 C 型号增加 LDO 输出电容和 CLK 相关电路。

6. 引脚封装图

CXSD61166A/B/C 采用 UQFN-12HL 3×3mm 封装,底部散热焊盘有效改善热性能,θJA 典型值为 35.8°C/W(四层 2oz 铜测试板),散热性能优异。

引脚封装图
图3. UQFN-12HL 3×3mm 封装外形图

图3. UQFN-12HL 3×3mm 封装外形图 (CXSD61166A/B/C)

7. 工作原理与设计指导

7.1 ACOT 控制架构

CXSD61166A/B/C 采用 先进恒定导通时间(ACOT) 控制架构,通过内部生成虚拟电感电流斜坡替代传统 ESR 斜坡,实现与低 ESR 陶瓷电容的稳定工作。反馈电压与虚拟斜坡叠加后与参考电压比较,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(A/B 型号 500kHz,C 型号 750kHz)工作。ACOT 架构无需外部补偿,提供超快瞬态响应。

7.2 超声波模式(USM)

CXSD61166A/B/C 支持独特的 超声波模式(USM),通过 EN 引脚电压设定:当 VEN 在 2.3V 至 23V 之间时进入 USM 模式;当 VEN 在 0.8V 至 1.7V 之间时为正常模式。USM 模式是一种特殊的二极管仿真模式,具有最小开关周期(典型 30μs),可消除轻载时传统脉冲跳跃模式产生的音频频率噪声,特别适合对音频敏感的应用(如音响设备、麦克风供电、便携音频设备等)。

7.3 可编程电流限制(A/B 型号)

通过 ILMT 引脚可设定谷值电流限制:

  • ILMT 接低电平:电流限制 = 8A
  • ILMT 悬空:电流限制 = 10A(默认)
  • ILMT 接高电平:电流限制 = 12A

C 型号的电流限制固定为 9A。高侧 MOSFET 峰值电流限值约 15A,提供额外的安全保护。

7.4 内置 3.3V LDO(C 型号)

CXSD61166C 内置 3.3V/100mA LDO,可为外部电路供电。当 VOUT 电压高于 4.7V 时,LDO 的供电电源自动从 VIN 切换至 VOUT,显著降低功耗。LDO 输出需外接 ≥4.7μF 陶瓷电容。

7.5 CLK 输出与电荷泵(C 型号)

CXSD61166C 提供 300kHz CLK 输出,可用于驱动外部电荷泵电路,产生更高电压(如 14V)以满足特殊应用需求。CLK 信号在 PGOOD 拉高后有效,驱动能力由 VOUT 引脚供电。

7.6 VCC 旁路功能(A/B 型号)

当 BYP 引脚电压高于 4.7V 时,内部 3Ω P-MOSFET 开关将 VCC 连接至 BYP,同时 VCC 线性稳压器关闭,从而降低功耗。建议在 BYP 引脚添加 RC 滤波器以增强供电质量。

7.7 内部软启动与输出放电

芯片内置 内部软启动,典型软启动时间 0.6ms,有效抑制启动浪涌电流。当 OVP、UVP、OTP 触发或 EN 拉低时,内部约 50Ω 放电电阻对输出电容放电。

7.8 保护功能详解

  • 逐周期谷值电流限制(OCP):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。
  • 峰值电流限制:高侧 MOSFET 峰值电流限值约 15A,防止电感饱和或浪涌电流损坏。
  • 输出欠压保护(UVP):当 VOUT 低于设定值 60% 且持续 20μs 时触发,芯片进入锁存模式(需 EN 或 VIN 复位)。
  • 输出过压保护(OVP):当 VOUT 超过设定值 120% 且持续 20μs 时触发,芯片进入锁存模式。
  • 输入欠压锁定(UVLO):当 VIN 低于 UVLO 阈值时禁止开关,防止 MOSFET 不完全导通。
  • 过温保护(OTP):结温超过 150°C 时进入锁存模式,需复位后重新启动。

8. 应用信息

8.1 电感选择

推荐峰峰值纹波电流为负载电流的 20%~50%。电感值计算公式:

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

以 CXSD61166A 的 1.0V 输出、12V 输入、8A 负载为例,选用 0.68μH~1.0μH 电感。电感峰值电流需大于谷值电流限制值(最高 12A),建议饱和电流 ≥ 15A(峰值限流值)。

8.2 输入/输出电容选择

推荐使用 X5R/X7R 陶瓷电容。输入电容建议 ≥ 20μF(两个 10μF 并联),耐压 35V 以上。输出电容建议 22μF×2(44μF),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))

8.3 前馈电容(CFF)设计(A 型号)

对于可调输出电压版本(CXSD61166A),可通过在 RFB1 上并联前馈电容 CFF 优化瞬态响应。CFF 值可通过以下公式计算:

CFF = 1 / (2π × BW × √(1/RFB1 × (1/RFB1 + 1/RFB2)))

建议通过负载瞬态响应测试确定最佳 CFF 值(典型 22pF~100pF)。

8.4 输出电压设置(A 型号)

通过外部反馈电阻分压器设置输出电压:

VOUT = 0.6V × (1 + RFB1 / RFB2)

建议 R2 在 10kΩ~100kΩ 之间,使用 ±1% 精度电阻。

9. 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。建议使用两个 10μF (1206) 陶瓷电容并联。
  • 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。LX 节点应布置在同一层以减少寄生电容耦合。
  • 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(A 型号)。FB 引脚走线应短而直,避免与 LX 节点平行。
  • 地线处理:PGND 和 AGND 应分开走线,在 Exposed Pad 处单点连接。PGND 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。
  • VCC 去耦:VCC 引脚需外接 1μF 陶瓷电容,紧靠 VCC 和 AGND 引脚。
  • BOOT 电阻电容:BOOT 引脚与 LX 引脚之间的 0.1μF 电容和 ≥10Ω 电阻应尽量靠近芯片。
  • 散热设计:UQFN-12HL 封装 θJA 典型值为 35.8°C/W(四层板),最大功耗 2.79W(TA=25°C)。建议增加铜箔面积和导热过孔改善散热。根据 IPC-2221 标准,对于 8A 电流和 1oz 铜厚,外层走线宽度建议 ≥ 150mil。
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) / 35.8°C/W ≈ 2.79W。实际设计中应考虑环境温度和散热条件。

10. 订购信息与技术支持

CXSD61166A/B/C 采用 UQFN-12HL 3×3mm 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 输出电压 开关频率 电流限制 LDO CLK 封装
CXSD61166A 可调(0.6-5.1V) 500kHz 8/10/12A 可编程 UQFN-12HL 3×3
CXSD61166B 固定 3.3V 500kHz 8/10/12A 可编程 UQFN-12HL 3×3
CXSD61166C 固定 5.1V 750kHz 固定 9A 3.3V/100mA 300kHz UQFN-12HL 3×3

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