CXSD61248E 4A同步降压DC-DC转换器
集成120mΩ/40mΩ MOSFET | 低热阻封装 | 4.5V-21V宽压输入 | 500kHz固定频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61248E | 封装：WDFN-14L 4×3mm / SOP-8 (Exposed Pad)

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61248E 是一款高性能同步降压DC-DC转换器，集成 120mΩ 高侧 MOSFET 和 40mΩ 低侧 MOSFET，支持 4.5V至21V 的宽输入电压范围，可提供高达 4A 的连续输出电流，输出电压可在 0.808V至15V 范围内灵活调节。该芯片采用 电流模式控制 架构，内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程。

CXSD61248E的 固定开关频率为500kHz，在效率与元件尺寸之间取得了良好的平衡。芯片支持 外部同步频率（300kHz至2MHz），适合对开关噪声敏感的应用。芯片提供 可调软启动（WDFN封装） 和 内部软启动（SOP封装） 两种选项，有效抑制启动浪涌电流；逐周期电流限制 保护防止输出短路或过流造成的损坏；输入欠压锁定（UVLO）、输出欠压保护（UVP）打嗝模式和过温保护（OTP） 确保系统安全可靠运行。芯片的关断电流极低（<1μA），非常适合电池供电系统。芯片还集成了 PGOOD电源良好指示，便于系统时序控制。CXSD61248E采用 低热阻封装——WDFN-14L封装的θJA仅为 30°C/W，SOP-8封装的θJA为 61.2°C/W，相比同类产品具有显著的热性能优势，非常适合高功率密度应用。该芯片还提供 WDFN-14L 4×3mm 和 SOP-8（Exposed Pad） 两种封装，是分布式电源系统、电池充电器、DSL调制解调器、线性稳压器预调节等应用的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在分布式电源系统、电池充电器、DSL调制解调器、线性稳压器预调节等应用中，电源转换器需要在高功率密度下提供高效、稳定的电源输出。CXSD61248E作为一款 4A同步降压DC-DC转换器，凭借其 电流模式控制架构 和 宽输入电压范围（4.5V-21V），为各种负载点（POL）应用提供了优异的电源解决方案。芯片支持 0.808V至15V 的宽输出电压范围，可满足从低电压逻辑供电到12V系统供电等多种应用场景。

该芯片的 电流模式控制 是其核心技术优势之一。电流模式控制提供逐周期的电流监测和限制，实现了快速的负载瞬态响应和良好的环路稳定性。芯片的固定开关频率为 500kHz，在效率与元件尺寸之间取得了良好的平衡。更重要的是，CXSD61248E 内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。

CXSD61248E的 低热阻封装 是其区别于同类产品的显著优势。WDFN-14L封装的结到环境热阻（θJA）仅为 30°C/W，远低于同类产品的60-75°C/W，使得芯片在4A大电流输出条件下能够更有效地散热，显著降低结温，提高系统可靠性。SOP-8封装的θJA为 61.2°C/W，同样具有优异的散热性能。芯片支持 外部同步频率（300kHz-2MHz），可将开关频率与系统时钟同步，有效降低EMI干扰。

2. 主要特点与技术亮点

• 电流模式控制：逐周期监测电感电流，提供快速瞬态响应和良好的环路稳定性，内置补偿无需外部元件。
• 宽输入电压范围：4.5V至21V的宽输入范围，兼容5V、12V和15V电源系统，适用于工业、网络和消费电子等多种应用。
• 500kHz固定开关频率：在连续导通模式（CCM）下开关频率稳定，兼顾效率与EMI性能，简化滤波器设计。
• 高精度反馈参考电压：典型值 0.808V ±1.5% 的参考电压精度，确保输出电压的精确调节。
• 集成120mΩ/40mΩ功率MOSFET：低导通阻抗，显著降低功率损耗，提升系统效率。
• 低热阻封装：WDFN-14L封装θJA仅为30°C/W，SOP-8封装θJA为61.2°C/W，显著优于同类产品，提升散热性能。
• 外部同步频率：支持300kHz至2MHz的外部时钟同步，适合对开关噪声敏感的应用。
• 可调软启动（WDFN封装）：通过SS引脚外接电容编程软启动时间，内部10μA充电电流，例如47nF电容对应4.7ms软启动时间。
• 内部软启动（SOP封装）：内置软启动功能，典型软启动时间为2ms，有效抑制启动浪涌电流。
• 逐周期电流限制：通过电流模式控制实现精确的逐周期电流限制保护（典型7.5A），防止输出短路、过流造成的损坏。
• 输出欠压保护（UVP）打嗝模式：当反馈电压低于参考电压的50%时触发，芯片进入打嗝模式并自动尝试恢复，故障解除后自动恢复工作。
• PGOOD电源良好指示：开漏输出，当输出电压低于设定值70%时拉低，软启动完成后输出电压达到90%时释放。
• 低关断电流：关断模式下供电电流小于1μA，非常适合电池供电系统。
• 两种封装选择：WDFN-14L 4×3mm和SOP-8（Exposed Pad），满足不同空间和散热需求。

3. 典型应用电路

CXSD61248E的典型应用电路如下图所示。芯片外围电路主要包括：输入电容CIN（22μF）、输出电容COUT、功率电感L、自举电容CBOOT（0.1μF）、反馈电阻分压网络（R1/R2）、PGOOD上拉电阻（100kΩ）以及可选的软启动电容CSS（WDFN封装）。

图1. CXSD61248E典型应用电路

在具体设计中，输入电容应尽量靠近VIN和GND引脚放置；输出电容需根据输出电压和负载瞬态要求选择适当的容值（参照推荐元件选型表）；功率电感的选择需平衡效率、尺寸和纹波电流。SW节点应尽量缩短走线，减少辐射噪声，敏感信号（如FB）应远离SW节点布置。得益于低热阻封装，CXSD61248E在4A大电流应用中的散热表现更为出色。

4. 推荐元件选型

表1. 推荐元件值 (VIN = 12V)

输出电压 VOUT (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	RT (kΩ)	电感 L (μH)	输出电容 COUT (μF)
5.0	75	14.4	60	4.7	22 × 2
3.3	75	24.3	20	3.6	22 × 2
2.5	75	35.8	20	3.6	22 × 2
1.8	54.0	73	0	2.2	22 × 2
1.5	58.4	39	22	2.2	22 × 2
1.25	10.3	14	7	2.2	22 × 2
1.05	5	16.6	94	1.5	22 × 2

注：VOUT = 0.808V × (1 + R1/R2)，COUT需考虑直流偏置下的有效容值。

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN	电源输入电压	-0.3	26	V
VSW	开关节点电压（稳态）	-0.3	VIN+0.3	V
VBOOT	自举引脚电压	VSW-0.3	VSW+6	V
其他引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	6	V
PD @ TA=25°C (WDFN-14L)	最大功耗	—	3.33	W
PD @ TA=25°C (SOP-8)	最大功耗	—	1.63	W
θJA (WDFN-14L)	结到环境热阻	—	30	°C/W
θJA (SOP-8)	结到环境热阻	—	61.2	°C/W
TJ	结温范围	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VIN 输入电压	4.5	21	V
输出电压范围	0.808	15	V
结温范围	-40	125	°C
环境温度范围	-40	85	°C

参数	条件	典型值	单位
输入电压范围	—	4.5 – 21	V
输出电压范围	可调	0.808 – 15	V
连续输出电流	—	4	A
开关频率	固定	500	kHz
同步频率范围	外部时钟	300 – 2000	kHz
高侧MOSFET RDS(ON)	—	120	mΩ
低侧MOSFET RDS(ON)	—	40	mΩ
反馈参考电压	4.5V≤VIN≤21V	0.808	V
反馈参考电压精度	—	±1.5	%
最小导通时间	—	100	ns
最大占空比	—	90	%
关断电流	VEN=0V	1	μA
静态电流	VEN=2V, VFB=1V	0.7	mA
EN高电平阈值	—	2.0	V
EN低电平阈值	—	0.4	V
UVLO上升阈值	VIN上升	4.2	V
UVLO迟滞	—	400	mV
电流限制	—	7.5	A
UVP触发阈值	% of VREF	50	%
短路过流频率	VFB=0V	150	kHz
PGOOD触发阈值	% of VOUT	70	%
软启动时间（SOP封装）	内部固定	2	ms
SS充电电流（WDFN封装）	—	10	μA
热关断阈值	—	150	°C
热关断迟滞	—	30	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 电流模式控制与PWM操作

CXSD61248E采用 电流模式控制（Current Mode Control） 架构，实现了快速的负载瞬态响应和逐周期电流保护。在每个开关周期开始时，内部振荡器触发高侧MOSFET导通，电感电流线性上升。芯片内部通过RSENSE监测高侧MOSFET电流，同时FB引脚通过电阻分压网络检测输出电压，与内部参考电压（0.808V）比较后产生控制信号。当电感电流达到阈值时，高侧MOSFET关断，低侧MOSFET导通，直到下一个周期开始。这种控制方式实现了逐周期的电流监测和限制，提供了快速的负载瞬态响应和良好的环路稳定性。

电流模式控制的一个关键优势是内置了 逐周期过流保护，当电感电流超过峰值电流限制阈值时，高侧MOSFET立即关断，有效防止电感饱和和器件损坏。此外，该控制架构还提供了 前馈补偿，能够快速响应输入电压变化，改善线性调整率。

6.2 内置补偿

CXSD61248E 内置补偿网络，无需外部补偿元件，大幅简化了设计流程并减少了外部元件数量。内部补偿针对低ESR陶瓷输出电容进行了优化，确保在所有负载条件下环路的稳定性和瞬态响应性能。设计人员无需像传统电流模式转换器那样计算和选择外部RC网络，大大缩短了设计周期。

6.3 软启动（两种封装可选）

CXSD61248E提供两种软启动选项：

• WDFN-14L封装（外部可调软启动）：通过SS引脚外接电容到GND编程软启动时间。内部10μA电流源为电容充电，软启动时间计算公式为 tSS = (VREF × CSS) / ISS = (0.808V × CSS) / 10μA。例如47nF电容对应约3.8ms软启动时间（推荐范围2.7nF-220nF）。
• SOP-8封装（内部固定软启动）：内置软启动功能，典型软启动时间为 2ms，无需外部元件。

软启动功能有效限制了启动浪涌电流，确保输出电压平稳上升。

6.4 使能控制与外部同步

CXSD61248E的EN/SYNC引脚集成了使能控制和外部同步功能。当EN电压低于 0.4V 时，芯片进入关断模式（关断电流<1μA）；当EN电压高于 2.0V 时，芯片启动软启动序列。EN引脚被拉低持续 10μs 以上时芯片关断。

芯片支持 外部同步频率，通过向EN/SYNC引脚施加300kHz至2MHz的外部时钟信号，可将开关频率与系统时钟同步。外部时钟占空比应在30%至90%之间。在同步模式下，启动后约2ms芯片以外部时钟频率工作。

6.5 PGOOD电源良好指示

CXSD61248E的PGOOD引脚是开漏输出，需外接上拉电阻。当输出电压低于设定值的 70% 时，PGOOD被拉低；软启动期间PGOOD保持低电平，当输出电压达到设定值的 90% 后释放。该功能便于系统时序控制和故障监测。

6.6 保护功能详解

CXSD61248E集成了全面的保护功能：

• 逐周期过流保护（OCP）：通过电流模式控制实现精确的逐周期电流限制保护（典型7.5A），防止输出短路、过流造成的损坏。
• 输出欠压保护（UVP）打嗝模式：当反馈电压低于参考电压的 50% 时触发。芯片进入打嗝模式，自动尝试恢复，故障解除后自动恢复工作。
• 输入欠压锁定（UVLO）：当输入电压低于UVLO下降阈值时，芯片停止开关；当输入电压高于UVLO上升阈值时，芯片恢复开关。UVLO上升阈值典型4.2V，迟滞400mV。
• 过温保护（OTP）：当结温超过 150°C 时，芯片停止开关；当温度降至 120°C 以下后，芯片自动恢复，并执行完整的软启动序列。
• 频率折返功能：在短路条件下，开关频率从500kHz降至150kHz，有效降低故障状态下的功耗。

7. 基于CXSD61248E的应用设计实例

设计目标：一款分布式电源系统，需要从12V电源总线转换出3.3V/4A的供电轨，为FPGA和外围电路供电，对热性能要求较高。

• 系统配置：选用CXSD61248E（WDFN-14L封装，低热阻θJA=30°C/W），输入电压12V，输出电压3.3V，输出电流4A。根据推荐元件选型表：R1=75kΩ，R2=24.3kΩ（VOUT=0.808×(1+75/24.3)=3.30V），电感 3.6μH，输出电容 22μF × 2，输入电容 22μF，自举电容 0.1μF，软启动电容 47nF（tSS≈3.8ms），PGOOD上拉电阻 100kΩ。
• 输出电压设置：VOUT = 0.808V × (1 + R1/R2) = 0.808V × (1 + 75kΩ/24.3kΩ) = 3.30V，满足3.3V要求。
• 电感选择：输入12V、输出3.3V、开关频率500kHz，设纹波电流为0.96A（24%额定电流），L = 3.3V × (12V - 3.3V) / (12V × 500kHz × 0.96A) = 3.42μH，选用标准值 3.6μH（参考推荐值）。
• 软启动电容选择：tSS = (0.808V × CSS) / 10μA，若需3.8ms软启动时间，CSS = 3.8ms × 10μA / 0.808V ≈ 47nF，选用标准值 47nF。
• 热设计优势：在12V输入、3.3V/4A输出条件下，效率约90%，功耗约1.47W。WDFN-14L封装的θJA为30°C/W，温升仅约44.1°C，在85°C环境温度下结温约129.1°C，接近125°C上限但仍在可接受范围内。相比同类产品（θJA=60°C/W，温升88.2°C，结温173.2°C），CXSD61248E的低热阻封装优势显著，大大降低了散热设计难度。

8. PCB布局建议

• 高电流路径最短化：高电流路径（输入电容、高侧FET、电感、输出电容）应尽可能短，这对实现稳定、无抖动的操作至关重要，也是实现高效率的关键。
• 输入电容布局：输入MLCC电容（22μF）应尽可能靠近VIN和GND引脚放置。主要MLCC电容应与芯片放在同一层。
• SW节点最小化：SW节点具有高频电压摆幅，应保持在小面积内。将模拟元件远离SW节点，防止寄生电容噪声耦合。
• 反馈网络布局：反馈网络应连接在输出电容后方。反馈元件（R1/R2）应靠近FB引脚放置。
• 自举电容布局：自举电容（0.1μF）应靠近BOOT和SW引脚放置。
• 散热设计：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。得益于WDFN-14L封装30°C/W的低热阻，散热设计可适当简化，但仍建议在器件下方和周围增加散热过孔以进一步优化热性能。
• SS引脚（WDFN封装）：软启动电容应靠近SS引脚放置，走线应远离噪声源。

图2. CXSD61248E引脚封装图（WDFN-14L 4×3mm / SOP-8 Exposed Pad）

9. 订购信息与技术支持

CXSD61248E提供两种封装选项，以适应不同的应用需求：

型号	封装类型	软启动方式	PGOOD	热阻 θJA	最大功耗 @TA=25°C
CXSD61248EGQW	WDFN-14L 4×3mm	外部可调（SS引脚）	支持	30°C/W	3.33W
CXSD61248EGSP	SOP-8 (Exposed Pad)	内部固定（2ms）	支持	61.2°C/W	1.63W

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