CXSD61212系列 11A高效率同步降压DC-DC转换器
ACOT超快瞬态响应 | 内置17mΩ/7.5mΩ MOSFET | 500kHz伪恒定频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61212A/AH / CXSD61212B/BH / CXSD61212C/CH / CXSD61212D/DH | 封装：UQFN-23L 3×3mm (FC)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61212系列 是一款高性能、高效率的同步降压DC-DC转换器，采用先进的 ACOT（Advanced Constant On-Time）控制架构，提供超快瞬态响应并减少外部元件数量。该系列芯片支持 4.5V至23V（CXSD61212A/AH/B/BH/D/DH） 或 5.2V至23V（CXSD61212C/CH） 的宽输入电压范围，可连续输出高达 11A 的电流。输出电压方面，CXSD61212A/AH/D/DH可在 0.6V至5.5V 范围内灵活调节，CXSD61212B/BH固定输出 3.3V，CXSD61212C/CH固定输出 5.1V，满足多种高功率系统供电需求。

芯片内部集成了业界领先的 17mΩ 高侧 MOSFET 和 7.5mΩ 低侧 MOSFET，相比上一代产品功率损耗显著降低，系统效率进一步提升。通过设置EN/MODE引脚电压，芯片可在 二极管仿真模式（DEM） 或 超声波模式（USM） 下工作，在轻载条件下实现最佳效率或消除可听噪声。CXSD61212系列还提供 PGOOD电源良好指示 以及 逐周期电流限制、OVP、UVP、输入UVLO和OTP 等全面保护功能，确保系统安全可靠运行。该系列采用 UQFN-23L 3×3mm（FC） 封装，是笔记本电脑、平板电脑、服务器、网络系统及分布式电源系统的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在服务器、高性能笔记本电脑、网络系统等高功率应用中，电源转换效率与瞬态响应能力是系统性能的关键制约因素。CXSD61212系列作为一款 11A同步降压DC-DC转换器，凭借其 ACOT控制架构 和 超低导通阻抗功率MOSFET（17mΩ/7.5mΩ），为高密度负载点（POL）应用提供了卓越的电源解决方案。芯片支持 4.5V至23V 的宽输入电压范围，可兼容从单节锂电池到工业适配器等多种输入源，固定或可调的输出电压选项（0.6V-5.5V/3.3V/5.1V）使其能够灵活适配CPU核心、I/O、内存、外设等多种供电轨。

CXSD61212系列采用的 ACOT控制架构 是立锜科技专为低ESR陶瓷输出电容优化的控制技术。与传统COT控制相比，ACOT架构通过内部生成的 虚拟电感电流斜坡 替代了输出电容ESR提供的纹波信号，使得芯片在使用 MLCC陶瓷电容 时依然保持极高的稳定性，同时提供业界领先的负载瞬态响应速度。内置的 频率锁定环（FLL） 能够动态补偿MOSFET和电感上的压降，确保在宽输入电压（4.5V-23V）和全负载范围内开关频率稳定在 500kHz，有效简化EMI滤波器的设计。

在轻载管理方面，CXSD61212系列提供 二极管仿真模式（DEM） 和 超声波模式（USM） 两种可选的轻载工作模式。DEM模式通过自然降低开关频率实现最高轻载效率，并集成 扩频（Spread Spectrum） 功能改善可听噪声；USM模式则将最低开关频率维持在 25kHz以上，彻底消除可听频段的噪声干扰。此外，芯片还集成了 智能导通时间缩减功能，在轻载条件下进一步降低输出电压纹波。CXSD61212系列新增的 D/DH型号 提供独特的6.5A/16A/25.8A三档可调过流限制，为需要大电流裕量的特殊应用提供了灵活选择。

2. 主要特点与技术亮点

• ACOT控制架构：内部虚拟电感电流斜坡补偿，确保低ESR陶瓷电容稳定工作，无需外部补偿网络，减少元件数量和设计复杂度。
• 500kHz伪恒定开关频率：在连续导通模式（CCM）下，开关频率稳定在500kHz，兼顾效率与EMI性能，简化滤波器设计。
• 超低RDS(ON)功率MOSFET：高侧17mΩ、低侧7.5mΩ的业内领先水平，显著降低导通损耗，提升重载效率。
• 可调过流限制（CXSD61212A/AH）：通过ILMT引脚可设定13A（接PGND）、15A（悬空）或17A（接5V）谷值电流限制。
• 可调过流限制（CXSD61212D/DH）：通过ILMT引脚可设定6.5A（接PGND）、16A（悬空）或25.8A（接5V）谷值电流限制，适应超大电流应用。
• 二极管仿真模式（DEM）：轻载时自动降低开关频率，实现最高效率；内置扩频功能改善可听噪声。
• 超声波模式（USM）：维持最低25kHz开关频率，彻底消除可听噪声，适合音频和医疗设备。
• 内置LDO（CXSD61212B/BH/C/CH）：CXSD61212B/BH提供3.3V/100mA LDO输出，CXSD61212C/CH提供5V/100mA LDO输出，可为外围电路供电。
• VCC外部供电切换：支持VCC_EXT引脚外接5V电源，降低内部LDO功耗，提升系统整体效率。
• 多种保护模式：CXSD61212A/B/C/D采用锁存模式UVP/OVP/OTP；CXSD61212AH/BH/CH/DH采用Hiccup模式UVP和非锁存模式OVP/OTP，提供灵活的故障恢复策略。
• 内部输出放电：内置50Ω放电MOSFET，在UVLO、UVP/OVP、OTP或EN/MODE拉低时快速释放输出电容能量，确保系统安全。
• 高电压转换比功能：支持最大导通时间延长至 15μs，适用于2节电池等低输入电压应用场景。

3. 典型应用电路

CXSD61212系列的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路简洁，主要包括：输入电容CIN（10μF×2 + 0.1μF）、输出电容COUT（22μF×6）、功率电感L（0.68μH或1.5μH）、自举电容CBOOT（0.1μF）和自举电阻RBOOT（≤10Ω）、VCC旁路电容CVCC（1μF）、EN/MODE控制电路以及PGOOD上拉电阻。对于CXSD61212A/AH/D/DH，还需外接反馈电阻分压网络（R1/R2）和可选的CFF前馈电容来设定输出电压和优化瞬态响应。

图1. CXSD61212系列典型应用电路（以CXSD61212A/AH为例）

在具体设计中，输入电容应尽量靠近VIN引脚放置，以降低寄生电感对输入电压纹波的影响；输出电容需根据负载瞬态要求选择适当的容值和ESR；功率电感的选择需平衡效率、尺寸和纹波电流。芯片的LX节点应尽量缩短走线，减少辐射噪声，敏感信号（如FB、FF）应远离LX节点布置。

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

CXSD61212系列采用 ACOT（Advanced Constant On-Time） 控制架构，这是一种专为低ESR陶瓷输出电容优化的恒定导通时间控制技术。与传统COT控制不同，ACOT架构在芯片内部生成 虚拟电感电流斜坡信号，替代了传统方案中依赖输出电容ESR提供的纹波信号。这一创新使得CXSD61212系列能够与 MLCC陶瓷电容 稳定配合，同时保持超快的负载瞬态响应。

在正常工作过程中，高侧MOSFET在每个时钟周期开始时导通，导通时间由内部单稳态定时器决定。电感电流在高侧MOSFET导通期间线性上升，在低侧MOSFET导通期间线性下降。反馈电压通过电阻分压网络与内部参考电压比较，当满足最小关断时间且电感谷值电流低于电流限制阈值时，若反馈电压低于参考电压，则触发下一个导通周期，从而实现输出电压的稳定调节。

为了补偿MOSFET和电感上的压降对开关频率的影响，ACOT架构中还集成了 频率锁定环（FLL），能够缓慢调整导通时间，确保在宽输入电压和负载范围内开关频率保持恒定在 500kHz。此外，芯片还支持 高电压转换比功能，最大导通时间可延长至 15μs，适合2节电池等低输入电压应用场景。

5.2 平均输出电压控制环路

在连续导通模式（CCM）下，传统COT控制存在反馈电压平均值与参考电压之间的直流偏移。CXSD61212系列通过 平均输出电压控制环路 消除了这一偏移，使得反馈电压平均值精确跟踪内部参考电压。该控制环路在改善负载调整率和线性调整率的同时，不会影响系统的瞬态响应性能，确保了在全负载范围内输出电压的高精度调节。

5.3 轻载工作模式（DEM与USM）

CXSD61212系列通过EN/MODE引脚电压选择轻载工作模式，提供两种优化方案：

• 二极管仿真模式（DEM）：当EN/MODE电压高于2.3V时，芯片进入DEM模式。在轻载条件下，芯片自动降低开关频率，仅允许部分负电流流过低侧MOSFET，模拟二极管行为。这种模式实现了最高的轻载效率，同时内置的 扩频（Spread Spectrum） 功能可有效改善可听噪声。此外，芯片还集成了 智能导通时间缩减功能，在轻载时自动缩短导通时间，进一步降低输出电压纹波。
• 超声波模式（USM）：当EN/MODE电压在0.88V至1.7V之间时，芯片进入USM模式。该模式将最低开关频率维持在 25kHz以上，彻底消除了可听频段（20Hz-20kHz）的噪声，特别适用于音频设备、医疗仪器等对噪声敏感的应用。在无负载条件下，芯片采用较短的导通时间和较长的关断时间，随着负载增加，开关频率逐步提升，最终平滑过渡到CCM模式。需注意，CXSD61212D/DH型号仅支持DEM模式（EN/MODE≥0.88V时使能）。

5.4 输出电压设置（CXSD61212A/AH/D/DH）

对于CXSD61212A/AH/D/DH可调输出电压版本，输出电压通过外部电阻分压网络设定，公式如下：

建议R2取值约为 40kΩ，以平衡功耗和噪声抑制。对于给定的R2，R1的计算公式为：

建议使用 1%精度电阻 以保证输出电压精度。在需要优化瞬态响应和稳定性的应用中，可在R1两端并联 前馈电容CFF。CFF的取值与系统带宽有关，通常通过负载瞬态分析确定。CFF可以在中频段提升增益和相位裕度，扩展系统带宽，改善负载瞬态响应。

5.5 保护功能详解

CXSD61212系列集成了全面保护功能，确保系统在各种异常条件下的安全运行：

• 逐周期谷值电流限制：在每个开关周期中监测低侧MOSFET电流，当电流超过设定的谷值电流限制阈值时，禁止触发下一个导通周期，直到电流降至阈值以下。这种逐周期保护有效防止了输出过载和电感饱和。
• 峰值电流限制：在高侧MOSFET导通期间监测峰值电流，当电流超过峰值限制阈值时，立即终止当前导通周期，快速限制电感电流上升。
• 输出欠压保护（UVP）：当反馈电压（或输出电压/FF电压）低于参考电压的 60% 且持续时间超过 11μs 时触发。CXSD61212A/B/C/D采用锁存模式，需重新上电或切换EN/MODE恢复；CXSD61212AH/BH/CH/DH采用Hiccup模式，自动进行软启动恢复。
• 输出过压保护（OVP）：当反馈电压（或输出电压/FF电压）高于参考电压的 120% 且持续时间超过 12μs 时触发。CXSD61212A/B/C/D采用锁存模式；CXSD61212AH/BH/CH/DH采用非锁存模式，故障解除后自动恢复。
• 输入欠压锁定（UVLO）：当VIN电压低于UVLO阈值时，芯片停止工作，防止输入电压过低导致系统不稳定。
• 过温保护（OTP）：当结温超过 150°C 时触发。CXSD61212A/B/C/D采用锁存模式；CXSD61212AH/BH/CH/DH采用非锁存模式，在温度降至 130°C 后自动恢复。
• 内部输出放电：内置 50Ω 放电MOSFET，在UVLO、UVP/OVP、OTP或EN/MODE拉低时快速释放输出电容能量。

6. 基于CXSD61212系列的应用设计实例

设计目标：一款高性能服务器主板，需要为CPU核心供电（VOUT=1.05V/11A），输入来自12V电源总线。

• 系统配置：选用CXSD61212A（可调版本），输入电压12V，输出电压1.05V，输出电流11A。根据数据手册推荐，选用 0.68μH 功率电感（PEUE063T-R68MS），输入电容 10μF/35V×2 + 0.1μF，输出电容 22μF/6.3V×6，自举电容 0.1μF/50V，自举电阻 ≤10Ω，VCC旁路电容 1μF/6.3V。
• 输出电压设置：VOUT=1.05V，VREF=0.6V，取R2=40.2kΩ，R1 = 40.2kΩ × (1.05V - 0.6V) / 0.6V = 30.15kΩ，选用标准值 30.9kΩ。前馈电容CFF建议选用 68pF/50V 以优化瞬态响应。
• 过流限制设置：对于11A输出应用，将ILMT引脚连接至5V可设置谷值电流限制为 17A，提供充足过载裕量。
• 轻载模式选择：在服务器待机等轻载场景，将EN/MODE引脚拉高至5V，使芯片工作在DEM模式，实现最高轻载效率。
• VCC_EXT外部供电：使用系统5V待机电源通过RC滤波器（R=1.1Ω，C=4.7μF）连接到VCC_EXT引脚，使内部VCC LDO旁路，降低功耗。
• PGOOD指示：通过10kΩ-100kΩ上拉电阻将PGOOD引脚连接至3.3V系统电源，用于系统时序控制和故障监测。
• PCB布局：输入电容靠近VIN引脚，LX节点面积最小化，FB走线远离噪声源，AGND和PGND单点连接，散热焊盘充分过孔散热。芯片底部Exposed Pad需焊接至大面积地平面，多个过孔散热。

7. PCB布局建议

• 输入电容布局：输入电容（10μF×2 + 0.1μF）必须尽可能靠近VIN引脚和PGND引脚放置，以降低寄生电感对输入电压纹波的影响，避免高频振铃。
• 功率回路最小化：VIN→高侧MOSFET→LX→电感→输出电容→PGND的功率回路面积应尽可能小，以降低辐射EMI和寄生电阻。
• LX节点处理：LX节点是电压摆幅最大的节点（从0V到VIN），应尽量缩小铜皮面积，以减少辐射噪声。LX节点应布置在电路板同一层，避免过孔引入寄生电容。
• 反馈走线：FB（CXSD61212A/AH/D/DH）或VOUT/FF（B/BH/C/CH）反馈走线应远离LX节点和电感等噪声源，走线宽度适当，建议使用 Kelvin连接 方式直接从输出电容端采样。
• 自举电容与电阻：CBOOT（0.1μF）和RBOOT（≤10Ω）应靠近BOOT和LX引脚放置，走线短而粗，以降低寄生电感对栅极驱动的影响。
• VCC旁路：VCC引脚上的1μF旁路电容应靠近VCC和AGND引脚，为内部栅极驱动器提供低阻抗的瞬态电流路径。
• 地线分割：AGND（模拟地）和PGND（功率地）应分开布置，在芯片底部Exposed Pad处单点连接，防止功率地噪声耦合到模拟信号中。
• 散热设计：芯片底部的Exposed Pad必须焊接至大面积地平面，并通过多个过孔连接到内层地平面，以实现良好的热传导。根据热设计公式 P_D(MAX) = (T_J(MAX) - T_A) / θ_JA，在T_A=25°C时，UQFN-23L封装的最大功耗约为 3.32W（基于四层评估板θ_JA=30.1°C/W）。
• EN/MODE引脚：该引脚不能悬空，需通过逻辑电平控制或电阻分压设定工作模式。VCC_EXT外部供电时需添加RC滤波器（R=1.1Ω，C=4.7μF）。

图2. CXSD61212系列引脚封装图（UQFN-23L 3×3mm FC封装）

8. 订购信息与技术支持

CXSD61212系列采用 UQFN-23L 3×3mm（FC） 封装，无铅、RoHS合规。该系列提供多种型号选项，以满足不同应用需求：

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。如需获取更多技术资料或申请样品，请联系我们。