CXSD61263A 集成LDO与时钟输出的ACOT同步降压转换器 | 5V-23V | 6A - 嘉泰姆电子

CXSD61263A 集成LDO与时钟输出的ACOT同步降压转换器 | 5V-23V | 6A - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61263A
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

CXSD61263A 是一款集成ACOT同步降压转换器、3.3V LDO和300kHz时钟输出的多功能电源IC,支持5V-23V宽输入,6A输出,集成31mΩ/20mΩ MOSFET,内置软启动、UVP/OVP/OCP和PGOOD指示,UQFN-16L封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)5V~23V
输出电压 (VOUT)3.267V~3.333V
输出电流 (IOUT)6A
工作频率500kHz
转换效率95%
封装类型UQFN3x3-16(FC)
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodFixed
Switching frequency100kHz~2500kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesACOT Control;Built-in Bootstrap Switch;COT Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Diode Emulation Mode;Enable Input;Fast Transient Response;Internal Compensation;Low Dropout;OCP;OTP;OVP;Power Good;SCP;Stable with Ceramic Capacitor;UVP
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)31
Ron LS (typ) (mOhm)20
Iq (typ) (mA)0.1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)9.5
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61263A 集成LDO与时钟输出的ACOT同步降压转换器 | 5V-23V | 6A - 嘉泰姆电子

CXSD61263A 集成LDO与时钟输出的ACOT同步降压转换器
5V-23V宽输入 | 6A输出 | 500kHz | 集成3.3V LDO | 300kHz时钟

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61263A | 封装:UQFN-16L 3x3(FC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61263A 是一款高度集成的多功能电源管理IC,将 ACOT™同步降压转换器3.3V LDO线性稳压器300kHz时钟发生器 集成于单一芯片,专为笔记本电脑、平板电脑、网络系统、服务器等复杂电源系统设计。降压转换器支持 5V至23V 的宽输入电压范围,提供高达 6A 的连续输出电流,固定输出 3.3V。采用 高级恒定导通时间(ACOT™) 控制架构,实现 超快速瞬态响应,并允许使用 低ESR陶瓷输出电容,无需外部补偿。内部集成 31mΩ 高侧 MOSFET20mΩ 低侧 MOSFET,在全负载范围内提供高达 95% 的转换效率。 逐周期谷值电流限制(典型值7.6A-11.4A)提供精确的过流保护,内置 1.5ms软启动 消除启动浪涌。芯片集成 3.3V/100mA LDO 为外部电路供电,以及 300kHz时钟输出(CLK) 用于驱动外部电荷泵,简化系统设计。内置 输入欠压锁定(UVLO)输出欠压保护(UVP)输出过压保护(OVP)逐周期过流保护(OCP)热关断保护(OTP),确保系统安全。CXSD61263A 采用超小型 UQFN-16L 3x3(FC) 封装,是高性能、高集成度电源管理方案的理想选择。

核心优势: 5V-23V宽输入 | 6A输出 | ACOT架构快速瞬态响应 | 500kHz准固定频率 | 集成31mΩ高侧/20mΩ低侧MOSFET | 逐周期谷值限流 | 内置1.5ms软启动 | 集成3.3V/100mA LDO | 300kHz时钟输出 | UVP/OVP/OCP/OTP保护 | PGOOD指示 | UQFN-16L超小封装。

1. 产品概述与市场定位

在现代笔记本电脑、平板电脑、网络系统和服务器等复杂电子设备中,电源管理方案需要同时满足主电源转换、辅助供电和系统时钟等多重需求。CXSD61263A 作为一款 高集成度ACOT™同步降压转换器,其核心优势在于 将降压转换器、LDO和时钟发生器集成于单芯片,大大简化了系统设计,减少了元件数量,节省了宝贵的PCB面积。芯片支持 5V至23V 的宽输入电压范围,可直接从电池或适配器取电,输出固定 3.3V,最大负载电流 6A,满足高性能处理器、内存和外围电路的供电需求。

芯片内部集成了高侧和低侧功率MOSFET,导通电阻分别低至 31mΩ20mΩ,在6A满载条件下显著降低导通损耗,提升系统整体效率。 500kHz准固定开关频率 允许使用小型电感器和陶瓷电容,减小PCB占板面积。 逐周期谷值电流限制(典型值7.6A-11.4A)通过监测低侧MOSFET的压降实现精确保护,防止电感电流失控。内置 1.5ms软启动 支持预偏置输出启动,避免启动时的输入浪涌电流。芯片集成的 3.3V/100mA LDO 可为低功耗外围电路(如RTC、传感器)供电, 300kHz时钟输出(CLK) 可驱动外部电荷泵,实现负压或倍压转换。CXSD61263A 采用超小型 UQFN-16L 3x3(FC) 封装,是空间受限高性能电源系统的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

宽输入电压5V至23V,兼容多种电源
6A输出电流满足高功率负载需求
ACOT™控制快速瞬态响应,无需补偿
低导通电阻高侧31mΩ/低侧20mΩ
集成3.3V LDO100mA输出,为外部供电
300kHz时钟输出驱动外部电荷泵
逐周期谷值限流7.6A-11.4A精确保护
UVP/OVP/OCP/OTP全面保护,安全可靠
  • ACOT™(高级恒定导通时间)控制:专有的ACOT架构结合了恒定导通时间控制的快速瞬态响应和准固定频率特性,通过内部虚拟电感电流斜坡替代ESR斜坡,实现对低ESR陶瓷电容的稳定支持,无需外部补偿网络。
  • 准固定开关频率(500kHz):通过测量实际开关频率并反馈调节导通时间,在输入电压和负载变化范围内保持频率稳定,减少EMI干扰风险。
  • 集成3.3V LDO:内置3.3V/100mA线性稳压器,为外部低功耗电路供电,精度优于±1%,输出可通过VOUT(PGOOD后)或LDO引脚供电切换。
  • 300kHz时钟输出(CLK):提供固定300kHz时钟信号,用于驱动外部电荷泵,实现负压或倍压转换,无需额外振荡器。
  • 逐周期谷值电流限制:在低侧MOSFET导通期间监测其源漏电压(RDS(ON)),限流阈值典型值7.6A-11.4A,有效防止过流损坏。
  • 内置1.5ms软启动:内置软启动电路,消除启动时的输入浪涌电流,支持预偏置输出启动。
  • 输出欠压保护(UVP)和过压保护(OVP):UVP阈值约为设定值的65%-75%,OVP阈值约为设定值的115%-125%,触发后芯片锁存,需EN或VIN复位。
  • 电源良好指示(PGOOD):开漏输出,当VOUT达到设定值的90%以上时释放,低于设定值时拉低,提供系统状态监控。
  • 独立EN/ENLDO控制:分别控制降压转换器和LDO的使能,支持灵活的电源时序管理。
  • VCC切换功能:当VBYP电压高于4.6V时,VCC内部供电从LDO切换至VBYP,降低功耗。
  • 热关断保护(OTP):结温超过150°C时关断,降温约25°C后自动重启。

3. 引脚封装图

引脚封装图
引脚封装图:UQFN-16L 3x3(FC)

4. 典型应用电路

典型应用电路
图2. 典型应用电路(5V-23V输入,6A输出,纯MLCC方案)

5. 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输入电压-0.327V
SW开关节点电压-0.3(<30ns -5)VIN+0.3(<30ns 28)V
BOOT - SW自举电压差-0.36V
EN, ENLDO使能引脚电压-0.327V
其他引脚控制/逻辑引脚-0.36V
PD @ TA=25°C最大功耗(UQFN-16L FC)1.4W
θJA结到环境热阻70°C/W
TJ结温范围-150°C
TSTG存储温度范围-65150°C
ESD(HBM)人体模型2kV
推荐工作条件(Recommended Operating Conditions)
参数最小值最大值单位
VIN 输入电压523V
结温范围-40125°C
环境温度范围-4085°C
关键电气特性(VIN=12V,TA=25°C,典型值)
参数条件典型值单位
关断电流(ISHDN)VEN=VENLDO=0V2.5μA
静态电流(IQ)VEN=2V, 无开关100μA
待机电流VEN=0V, VENLDO=2V35μA
高侧导通电阻(RDS(ON)_H)VBOOT-SW=5V31
低侧导通电阻(RDS(ON)_L)20
谷值电流限制(ILIM)7.6-11.4A
开关频率(fSW)500kHz
最小关断时间(tOFF(MIN))200ns
EN阈值(上升/下降)1.35 / 1.15V
内部软启动时间(tSS)1.5ms
OVP阈值相对于VOUT115-125%
LDO输出电压3.3V
LDO输出电流100mA
CLK输出频率300kHz
VCC输出电压5V
热关断阈值(TSD)150°C
热关断迟滞(ΔTSD)25°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 ACOT™ 控制架构与二极管仿真模式(DEM)

CXSD61263A 采用 高级恒定导通时间(ACOT™) 控制架构,通过内部虚拟电感电流斜坡替代输出电容ESR产生的斜坡,实现对低ESR陶瓷电容的稳定支持,无需外部补偿网络。导通时间自适应调节,确保准固定500kHz开关频率。

芯片支持 二极管仿真模式(DEM),在轻载条件下自动降低开关频率,减少开关损耗,提升轻载效率。当电感电流降至零时,低侧MOSFET关断,防止负电流,实现类似二极管的续流行为。随着负载进一步降低,开关频率平滑下降,保持高效率。当负载增加时,芯片平滑过渡回连续导通模式(CCM)。

6.2 输出电压(固定3.3V)与LDO

CXSD61263A 的降压转换器输出 固定3.3V,无需外部反馈分压电阻。内置 3.3V/100mA LDO,为外部低功耗电路供电,精度优于±1%。当PGOOD拉高后,内部3Ω开关将VOUT连接至LDO引脚,同时内部LDO关断,降低功耗。

6.3 时钟输出(CLK)与电荷泵驱动

芯片提供 300kHz时钟输出(CLK),可驱动外部电荷泵电路,实现负压或倍压转换。时钟信号在降压转换器使能时输出,频率固定300kHz,占空比约50%。

6.4 VCC与VBYP切换

内部5V LDO(VCC)为内部控制和栅极驱动供电。当VBYP引脚电压高于4.6V时,VCC供电从内部LDO切换至VBYP(通过内部3Ω开关),降低功耗。VCC引脚不能连接外部负载。

6.5 使能控制逻辑

EN控制降压转换器(VOUT/CLK),ENLDO控制LDO。控制逻辑如下表:

ENENLDOVOUT/CLKLDOVCC
11ONONON
10ONONON
01OFFONON
00OFFOFFOFF

EN和ENLDO引脚均有内部10μA上拉电流,悬空时可自动使能。

6.6 电感器选型

建议纹波电流为最大负载电流的20%-50%。电感值公式:L = [VOUT × (VIN - VOUT)] / [VIN × fSW × ΔIL]。推荐电感值范围:1.0μH-2.2μH。饱和电流应大于峰值限流值(约7.6A-11.4A)。

设计示例(12V输入,3.3V/6A输出,纹波电流2A):L = 3.3×(12-3.3)/(12×500k×2) ≈ 2.4μH,实际可选用2.2μH。

6.7 输入与输出电容选型

输入电容推荐 ≥20μF 低ESR陶瓷(X5R/X7R),典型使用2×10μF。电压额定值应大于最大输入电压的1.5倍。输入RMS电流计算公式:

IRMS = √[ (VOUT/VIN) × (1 - VOUT/VIN) × IOUT² + ΔIL²/12 ]

输出电容推荐 22μF-68μF 陶瓷(X5R/X7R),低ESR特性与ACOT架构完美匹配。输出纹波估算(3.3V输出,ΔIL≈1.5A,ESR≈2.5mΩ,COUT=44μF):

VRIPPLE(ESR) = 1.5 × 2.5m = 3.75mV
VRIPPLE(C) = 1.5 / (8 × 44μ × 500k) ≈ 8.5mV
VRIPPLE ≈ 12.25mV

6.8 保护功能详解

  • 逐周期谷值电流限制:限流阈值7.6A-11.4A,防止过流。
  • 输出欠压保护(UVP):VOUT低于设定值约65%-75%时触发,芯片锁存,需EN或VIN复位。
  • 输出过压保护(OVP):VOUT高于设定值约115%-125%时触发,芯片锁存。
  • 输入欠压锁定(UVLO):防止输入电压过低时芯片工作异常。
  • 热关断保护(OTP):结温超过150°C关断,降温25°C后重启。
  • 负电流限制:防止芯片吸收过大反向电流。

7. 基于 CXSD61263A 的多功能电源设计实例

设计目标:一款笔记本电脑主板,需要3.3V/6A主电源为芯片组和内存供电,同时需要3.3V/50mA为RTC和传感器供电,以及负压驱动LCD背光。输入来自19V适配器。

  • 系统配置:选用 CXSD61263A(UQFN-16L),VIN=19V,VOUT=3.3V/6A。电感 L=2.2μH(DCR<5mΩ),输入电容 CIN=2×10μF(X7R,35V),输出电容 COUT=2×22μF(陶瓷)。LDO输出3.3V/50mA为RTC供电,CLK输出300kHz驱动外部电荷泵产生-5V偏压。
  • 效率表现:在 19V 输入、3.3V/6A 输出条件下,典型效率高于 92%。轻载DEM模式提升轻载效率。
  • 集成优势:单芯片实现主电源转换、辅助LDO和时钟源,节省PCB面积和BOM成本。
  • 热设计:UQFN-16L 3x3(FC)封装 θJA=70°C/W,在 TA=25°C 时最大功耗1.4W。实际满载功耗约1.2W,温升约84°C,结温约109°C,需注意散热设计。
  • 保护配置:逐周期谷值限流(7.6A-11.4A),UVP/OVP锁存保护,OTP保护。PGOOD连接系统MCU监控电源状态。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXSD61263A 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 技术支持,助力工程师快速完成产品开发。

8. PCB 布局建议

  • 主功率回路最小化:将输入电容、CXSD61263A 的 VIN 和 PGND 引脚、LX 节点以及输出电感紧密布局。
  • LX 节点控制:LX 走线短而宽,面积最小化以降低EMI。避免在LX节点下方布设敏感信号线。
  • 输入电容靠近芯片:输入电容应尽可能靠近 VIN 和 PGND 引脚放置。
  • 输出电容靠近负载:输出电容靠近负载端放置,优化瞬态响应。
  • PGND与AGND分离:PGND和AGND分开布线,在Exposed Pad处单点连接。
  • VCC去耦:VCC引脚使用2.2μF陶瓷电容紧靠芯片去耦。
  • BOOT电容:0.1μF自举电容紧靠BOOT和SW引脚。
  • LDO输出:LDO输出使用4.7μF陶瓷电容靠近LDO引脚。
  • 散热设计:Exposed Pad必须焊接至大面积地平面,通过多个过孔散热。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61263A 采用 UQFN-16L 3x3(FC) 封装,无铅、RoHS合规,工作温度范围 -40°C 至 +85°C(环境),结温范围 -40°C 至 +125°C。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。

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