CXSD61202E/EH 10A同步降压转换器
ACOT控制 | 4.5V-23V输入 | 固定3.36V输出 | 效率高达95%

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61202E/CXSD61202EH | 封装：UQFN-23L（3×3mm FC）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61202E/CXSD61202EH 是高效率、同步降压 DC-DC 转换器，采用先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，专为笔记本电脑、平板电脑、网络系统、服务器、分布式电源等大电流应用设计。芯片支持 4.5V 至 23V 宽输入电压，提供 固定 3.36V 输出，可输出高达 10A 的连续电流。内部集成 17mΩ 高侧 N-MOSFET 和 7.5mΩ 低侧 N-MOSFET，配合同步整流技术，效率最高可达 95%。该系列支持 二极管仿真模式（DEM） 和 超声波模式（USM），满足轻载效率与音频噪声的不同需求。提供 PGOOD 指示、内置 3.3V LDO（100mA）、VCC_EXT 外部供电 以及全面的保护功能（逐周期限流、OVP、UVP、UVLO、OTP）。CXSD61202E 采用锁存保护模式，CXSD61202EH 采用打嗝/非锁存自动恢复模式。芯片采用 UQFN-23L（3×3mm FC） 封装，是高性能、高集成度 10A 电源解决方案的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在笔记本电脑、平板电脑、网络系统、服务器及分布式电源等应用中，10A 级别的低压大电流电源转换需求日益增长，同时要求固定的输出电压和灵活的轻载管理模式。CXSD61202E/EH 作为一款 10A 同步降压转换器，其核心优势在于 ACOT控制架构 带来的 超快瞬态响应 和 稳定的陶瓷电容兼容性，同时 固定 3.36V 输出 简化了系统设计，固定 500kHz 开关频率 和 可选工作模式（DEM/USM） 使工程师能够根据负载需求和系统要求灵活配置，在效率与音频噪声之间实现最佳平衡。该系列提供 E（锁存保护）和 EH（打嗝/非锁存保护）两种版本，满足不同系统对故障恢复的需求。

芯片的 输入电压范围 4.5V 至 23V 覆盖了从 5V USB 电源、12V 工业总线到 23V 适配器的广泛应用场景，固定 3.36V 输出 则满足 3.3V 系统总线供电的典型需求，略高于标准 3.3V 以补偿线路压降。内部集成的 17mΩ 高侧 MOSFET 和 7.5mΩ 低侧 MOSFET 提供了业界领先的导通电阻，在 10A 满载条件下保持了优异的效率表现，同时显著降低了温升。CXSD61202E/EH 采用 UQFN-23L（3×3mm FC） 封装，内置 0.6ms 软启动，配合全陶瓷电容设计，极大简化了 PCB 布局并节省了 BOM 成本，是高性能、高性价比 10A 电源解决方案的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT控制架构：基于恒定导通时间的先进控制技术，通过内部虚拟电感电流斜坡补偿，实现了对低ESR陶瓷电容的稳定支持，同时提供近乎瞬时的负载瞬态响应。内置频率锁定环路，确保开关频率在输入电压、负载电流和输出电压变化范围内保持高度恒定（500kHz）。
• 固定3.36V输出：无需外部反馈分压电阻，简化设计，输出电压精度高，略高于标准3.3V以补偿线路压降。
• 高效同步整流：内置 17mΩ 高侧 N-MOSFET 和 7.5mΩ 低侧 N-MOSFET，配合同步整流技术，在 10A 满载条件下效率高达 95%，显著降低系统温升。
• 轻载模式选择：支持 二极管仿真模式（DEM）（轻载时跳周期，提高效率）和 超声波模式（USM）（最小开关频率 25kHz，消除音频噪声），通过 EN/MODE 引脚电压选择。
• 内置 3.3V LDO：可提供 100mA 输出电流，为外部低功耗电路供电，并具备自动切换至 VOUT 旁路功能（软启动完成后且 VOUT 电压 >3.1V 时），降低功耗。
• VCC_EXT 外部供电：通过 VCC_EXT 引脚外接 5V 电源可关闭内部 VCC LDO，进一步降低功耗，提高效率。
• 保护模式选择：CXSD61202E 采用锁存模式（UVP/OVP/OTP 触发后需复位），CXSD61202EH 采用打嗝模式（UVP）和非锁存模式（OVP/OTP），故障解除后自动恢复，适应不同系统需求。
• 高精度基准电压：0.6V 内部基准，配合固定分压网络，实现高精度输出。
• 内置软启动：典型 0.6ms 内部软启动，有效抑制启动浪涌电流，支持预偏置输出启动。
• 逐周期电流限制：采用"谷值"电流检测模式，通过测量低侧 MOSFET 的导通压降实现精确限流，加入温度补偿提高精度，有效防止输出短路或过载时的器件损坏。同时具备峰值限流（约 15A）防止电感饱和。
• Spread Spectrum 功能：在 DEM 模式下，随机调整导通时间（±7%），降低 EMI 和音频噪声。

3. 典型应用电路与引脚封装

CXSD61202E/EH 的典型应用电路简洁：输入电容（2×10μF 陶瓷电容 + 0.1μF 高频旁路），输出电容（4×22μF 陶瓷电容），功率电感（1.5μH），BOOT 引脚串联 ≤10Ω 电阻和 0.1μF 电容至 LX。EN/MODE 引脚控制使能并设定工作模式（DEM/USM）。VCC_EXT 引脚可外接 5V 电源降低功耗。LDO3 输出引脚外接 10μF 电容。

图1. 典型应用电路（CXSD61202E/EH 同步降压转换器）

图2. 引脚封装图（UQFN-23L 3×3mm FC）

引脚功能：1-BOOT，2-LX，3-LX，4-14 PGND，15,16-VIN，17-EN/MODE，18-PGOOD，19-AGND，20-VCC，21-VCC_EXT，22-VOUT，23-LDO3，底部散热焊盘。

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 ACOT 控制架构

CXSD61202E/EH 采用嘉泰姆电子先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，这是对传统恒定导通时间（COT）控制技术的重大改进。传统 COT 控制存在开关频率随输入/输出电压变化、对输出电容 ESR 敏感等局限性。ACOT 架构通过以下创新解决了这些问题：

• 频率锁定环路：芯片内部实时测量实际开关频率，并与目标频率（500kHz）比较，通过反馈环路动态调整导通时间，使平均开关频率在输入电压、负载电流和输出电压变化范围内保持高度恒定。这一机制有效抑制了因 MOSFET 导通压降、电感 DCR 以及死区时间等因素引起的频率漂移。
• 虚拟电感电流斜坡：为支持低 ESR 陶瓷输出电容，ACOT 架构在芯片内部生成虚拟电感电流斜坡信号，替代了传统 COT 控制依赖的输出电容 ESR 斜坡。该内部斜坡与优化的补偿网络相结合，确保了使用全陶瓷电容时的环路稳定性，无需任何外部补偿元件。
• 最小关断时间：每次导通脉冲结束后，芯片强制插入一段最小关断时间（典型值 400ns），避免了在开关节点电压振铃期间进行噪声敏感的比较决策，提高了系统抗噪性，尤其适用于低占空比和 PCB 布局受限的应用。

此外，芯片还集成了 平均输出电压控制环路，通过调整比较器参考电压来消除 FB 平均值与内部基准之间的直流误差，改善负载调整率和线性调整率，而不影响瞬态性能。

5.2 工作模式：DEM 与 USM

CXSD61202E/EH 通过 EN/MODE 引脚电压选择轻载工作模式：

• 二极管仿真模式（DEM）（EN/MODE ≥ 2.3V）：在轻载时自动跳周期，降低开关频率，减少开关损耗，提高轻载效率。同时支持 Spread Spectrum 功能，随机调整导通时间（±7%），降低 EMI 和音频噪声。
• 超声波模式（USM）（EN/MODE 0.88V~1.7V）：强制最小开关频率 25kHz，避免轻载时开关频率落入人耳可听范围（20Hz~20kHz），消除音频噪声，特别适用于音频敏感应用。

当 EN/MODE < 0.23V 时，芯片进入关断模式（<5μA）。

5.3 固定输出电压与内部反馈

芯片内部集成了反馈电阻分压网络，输出电压固定为 3.36V。无需外部反馈分压电阻，简化设计。输出电压精度典型 ±1.5%，满足大多数 3.3V 系统供电需求。

5.4 内置 LDO 与 VCC_EXT 旁路

芯片内置 3.3V LDO，可提供 100mA 输出电流，为外部低功耗电路供电。在软启动完成后，若 VOUT 电压高于 3.1V，LDO 输入自动切换至 VOUT，降低 LDO 功耗。此外，VCC_EXT 引脚可外接 5V 电源，关闭内部 VCC LDO，进一步降低功耗，提高效率。

5.5 软启动与预偏置启动

芯片内置 0.6ms 软启动 功能，用于抑制启动浪涌电流。在启动过程中，内部参考电压缓慢上升，输出电压平滑建立。芯片支持 预偏置输出启动：即使在启动前输出端已存在一定电压，芯片也能平滑接管，不会产生反向电流或电压跌落。

5.6 输出欠压保护（UVP）与过压保护（OVP）

芯片持续监测输出电压。当输出电压超过或低于设定阈值（典型 20μs 延迟）时，触发 OVP 或 UVP。CXSD61202E 采用 锁存模式，停止开关动作并锁存，需通过 EN 引脚复位或重新上电 VIN 才能恢复；CXSD61202EH 采用 打嗝模式（UVP） 或 非锁存模式（OVP），故障解除后自动恢复。用户可根据系统需求选择合适型号。

5.7 输入欠压锁定（UVLO）与 VCC 稳压器

芯片内部 LDO 从 VIN 产生 5V VCC 电源，供内部控制电路和 MOSFET 栅极驱动器使用。UVLO 功能监测输入电压，当 VIN 低于 UVLO 下降阈值时，芯片停止开关动作；当 VIN 恢复至上升阈值以上时，芯片重新启动。VCC 引脚外接 1μF 陶瓷电容进行去耦。

5.8 热关断保护（OTP）

CXSD61202E 采用锁存模式，CXSD61202EH 采用非锁存模式，结温超过 150°C 时关断，降温后自动恢复（EH）或需复位（E）。

5.9 使能（EN/MODE）与关断

EN/MODE 引脚控制芯片的使能和模式选择。拉低（<0.23V）进入关断模式；0.88V~1.7V 进入 USM 模式；≥2.3V 进入 DEM 模式。设计时需注意 EN/MODE 电压的分压设置以匹配所需模式。

5.10 电感与电容选择

电感值的选择需要在尺寸、效率和瞬态响应之间权衡。建议选择峰峰值纹波电流为输出电流的 20%-50%。对于 10A 输出，典型电感值为 1.5μH。输入电容建议使用 >20μF 的 X5R/X7R 陶瓷电容（2×10μF），输出电容建议使用 4×22μF 陶瓷电容，确保有效电容满足要求。

6. 基于 CXSD61202EH 的服务器 POL 电源设计实例

设计目标：一款服务器主板，需要为 FPGA 提供 3.3V/8A 供电，输入为 12V 工业总线，要求高效率、小体积、全陶瓷电容方案，并需在音频敏感环境中消除开关噪声。选择 CXSD61202EH（打嗝模式 UVP，非锁存 OVP/OTP）以满足自动恢复需求。

• 系统配置：选用 CXSD61202EH，输入电压范围 10V~12V，输出 3.36V/8A，开关频率 500kHz。功率电感选用 1.5μH（饱和电流 >15A），输入电容 2×10μF/25V X7R 陶瓷电容 + 0.1μF，输出电容 4×22μF/6.3V X7R 陶瓷电容（总容量 88μF）。BOOT 引脚串联 10Ω 电阻和 0.1μF 电容。EN/MODE 引脚通过电阻分压设定为 3.3V（进入 DEM 模式）。VCC_EXT 引脚可外接 5V 以提高效率。LDO3 输出外接 10μF 电容。
• 参数设置：EN/MODE 分压电阻使电压为 3.3V（DEM 模式），PGOOD 输出接入系统复位管理芯片。VCC 引脚外接 1μF 陶瓷电容。
• 效率表现：在 12V 输入、3.36V/8A 输出条件下，典型效率可达 92% 以上（得益于 7.5mΩ 低侧 MOSFET 和同步整流技术），满载功耗约 1.2W，温升控制在 35°C 以内（θ_JA=30.1°C/W，T_A=25°C 时最大功耗 3.32W）。轻载时 DEM 模式进一步优化效率。
• 瞬态响应：ACOT 控制架构提供快速负载瞬态响应，在 0.1A 至 10A 负载阶跃下，输出电压跌落小于 50mV，恢复时间小于 50μs。
• 保护机制：输出短路时，逐周期限流将电流限制在 15A 谷值，同时 UVP（60% VREF）在 11μs 后触发，芯片进入打嗝重启循环（EH 版本），短路解除后自动恢复正常，无需人工干预。

7. PCB 布局建议

• 功率回路最小化：将输入电容、高侧 MOSFET（内部）、低侧 MOSFET（内部）和电感构成的功率回路尽可能紧凑，减小寄生电感。VIN 引脚和 PGND 引脚之间的高频旁路电容应紧靠芯片放置。
• 输入电容布局：2×10μF 陶瓷输入电容应靠近 VIN 和 PGND 引脚放置，以提供低阻抗的交流电流路径。电容的 GND 端应直接连接到芯片的 PGND 焊盘区域。
• LX 节点处理：LX 节点为高频电压跳变节点，应保持尽可能小的铜箔面积，以降低 EMI 辐射。同时，LX 节点应远离敏感的模拟信号（如 PGOOD、EN/MODE 等）。
• 自举电容与电阻：BOOT 引脚与 LX 引脚之间的 0.1μF 电容和 ≤10Ω 电阻应尽可能靠近芯片放置，走线短而宽。
• VCC 与 LDO 电容：VCC 引脚外接 1μF 陶瓷电容，LDO3 输出引脚外接 10μF 电容，均需靠近芯片放置。
• EN/MODE 分压电阻：EN/MODE 分压电阻应靠近芯片放置，走线尽量短，避免引入噪声。
• VCC_EXT 走线：若使用 VCC_EXT 外部供电，走线应宽而短，确保低阻抗。
• 地线分割：建议将模拟地（AGND）和功率地（PGND）分开布线，在芯片的裸露焊盘（Exposed Pad）处单点连接。所有小信号参考地应连接到 AGND，以减少功率回路的噪声耦合。
• 散热设计：芯片的裸露焊盘（Exposed Pad）必须牢固焊接至 PCB 的大面积地平面，并通过多个导热过孔连接至内层和底层地平面，以优化热耗散。根据热设计公式 P_D(MAX) = (T_J(MAX) - T_A) / θ_JA，在 T_A=25°C 时最大功耗约 3.32W（θ_JA=30.1°C/W）。
• 输出电容布局：输出电容应靠近电感输出端放置，以最小化输出纹波。多个陶瓷电容并联时，应均匀分布以降低 ESL 和 ESR。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61202E 和 CXSD61202EH 均采用 UQFN-23L（3×3mm FC） 封装，无铅、RoHS 合规。两款型号的主要区别在于保护模式：CXSD61202E 为锁存模式（UVP/OVP/OTP），CXSD61202EH 为打嗝/非锁存模式，用户可根据系统对故障恢复的需求选择。芯片固定输出 3.36V，内置 3.3V LDO（100mA）和 VCC_EXT 旁路功能，适用于对效率和集成度要求较高的 10A 应用。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。