CXSD61273/A 2A同步降压DC/DC转换器
2.6V-5.5V宽输入 | 2A输出 | 可调频率300kHz-4MHz

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61273 / CXSD61273A | 封装：MSOP-10 / WDFN-10L 3x3 / WDFN-8EL 3x3

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61273/A 是一款高效率、同步降压DC/DC转换器，专为便携式电子设备、电池供电系统和分布式电源等应用而设计。该芯片支持 2.6V至5.5V 的宽输入电压范围，可直接由单节锂离子电池或USB电源供电，提供高达 2A 的连续输出电流，输出电压可调（0.8V至5V）。内部集成低导通电阻同步整流器（110mΩ），无需外部肖特基二极管，显著简化电路设计并提高效率，最高可达 95%。芯片开关频率可通过外部电阻在 300kHz至4MHz 范围内灵活调节，并支持 外部同步（CXSD61273），方便系统频率管理。 强制连续PWM模式 在所有负载条件下保持固定频率工作，最小化输出电压纹波，降低噪声和RF干扰。 100%占空比低压差操作 在电池放电末期延长设备工作时间。 PGOOD电源良好输出（CXSD61273）提供输出电压状态监控（±12.5%窗口）。内置 逐周期电流限制、输入欠压锁定（UVLO） 和 热关断保护（OTP），确保系统安全运行。CXSD61273/A 采用 MSOP-10、WDFN-10L 3x3 和 WDFN-8EL 3x3 多种封装，是便携仪器、笔记本电脑、IP电话和数码相机的理想电源方案。

1. 产品概述与市场定位

在便携式电子设备、电池供电系统和分布式电源架构中，电源管理芯片需要在灵活的开关频率、高效率和小尺寸方案之间取得平衡。CXSD61273/A 作为一款 同步降压转换器，其核心优势在于 可调开关频率（300kHz-4MHz）允许设计者在效率与尺寸之间灵活权衡：低频（300kHz）可实现最高效率，高频（4MHz）可大幅减小外部电感器和电容器的尺寸，非常适合便携设备。芯片支持 2.6V至5.5V 的宽输入电压，可直接从单节锂离子电池（2.8V-4.2V）或USB电源（5V）取电，提供高达 2A 的输出电流，输出电压可调低至 0.8V，满足低压核心供电需求。

芯片采用 电流模式PWM控制，提供快速瞬态响应和可靠的逐周期电流限制。 强制连续PWM模式 确保在所有负载条件下保持固定开关频率，最小化输出电压纹波，降低噪声和RF干扰，适合对噪声敏感的应用。 100%占空比低压差操作 在输入电压接近输出电压时，通过持续导通上管P-MOSFET维持输出调节，延长电池供电设备的工作时间。 外部同步功能（CXSD61273）允许系统将多个转换器同步至同一时钟频率，避免拍频干扰。 PGOOD开漏输出（CXSD61273）提供输出电压状态指示（±12.5%窗口），便于系统监控和管理。CXSD61273/A 采用 MSOP-10、WDFN-10L 3x3 和 WDFN-8EL 3x3 多种封装，是便携仪器、笔记本电脑、分布式电源、IP电话和数码相机的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 同步整流架构：内部集成低导通电阻P-MOSFET和N-MOSFET（110mΩ典型），无需外部肖特基二极管，提高效率并降低BOM成本。
• 可调开关频率：通过RT引脚外接电阻可设定300kHz至4MHz的频率，允许在效率和尺寸之间灵活权衡。低频提高效率，高频减小电感/电容尺寸。
• 强制连续PWM模式：在所有负载条件下保持固定开关频率，最小化输出电压纹波，降低噪声和RF干扰，适合对噪声敏感的应用。
• 100%占空比低压差操作：在输入电压接近输出电压时，上管P-MOSFET持续导通，实现低压差调节，延长电池供电设备的工作时间。
• 外部同步功能（CXSD61273）：SYNC引脚支持300kHz至4MHz的外部时钟同步，便于多相或系统级频率管理，避免拍频干扰。
• PGOOD电源良好指示（CXSD61273）：开漏输出，当VFB在参考电压的±12.5%范围内时释放（高阻），超出该窗口或发生故障时拉低，提供系统状态监控。
• 逐周期电流限制：峰值限流典型值3.5A，有效防止过载和短路损坏。
• 低静态电流：PWM模式下静态电流典型值460μA，关断电流低于1μA，适合电池供电设备。
• 热关断保护（OTP）：结温超过150°C时关断，降温后自动重启，确保芯片安全。
• 多种封装：MSOP-10、WDFN-10L 3x3和WDFN-8EL 3x3可选，满足不同PCB布局和散热需求。

3. 引脚封装图

引脚封装图：MSOP-10 / WDFN-10L 3x3 / WDFN-8EL 3x3

4. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（2.6V-5.5V输入，2A输出）

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
VDD, PVDD	输入电压	-0.3	6	V
LX	开关节点电压	-0.3	PVDD+0.3	V
其他I/O引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	VDD+0.3	V
ILX	开关节点电流	—	4	A
PD @ TA=25°C	最大功耗（MSOP-10）	—	467	mW
PD @ TA=25°C	最大功耗（WDFN-10L/8EL）	—	909	mW
θJA	结到环境热阻（MSOP-10）	—	214	°C/W
θJA	结到环境热阻（WDFN）	—	110	°C/W
TJ	结温范围	-	150	°C
TSTG	存储温度范围	-65	150	°C
ESD（HBM）	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VDD 输入电压	2.6	5.5	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（VDD）	—	2.6-5.5	V
反馈参考电压（VFB）	—	0.8	V
VFB精度	—	±2	%
静态电流（IQ）	VFB=0.78V, 不开关	460	μA
关断电流（ISHDN）	SHDN=GND	1	μA
高侧导通电阻（RDS(ON)_P）	—	110	mΩ
低侧导通电阻（RDS(ON)_N）	—	110	mΩ
峰值电流限制（ILIM）	—	3.5	A
开关频率范围	RT电阻设定或外部同步	300-4000	kHz
最小导通时间（tON(MIN)）	—	110	ns
电流检测跨阻（RT）	—	0.4	Ω
误差放大器跨导（gm）	—	800	μA/V
PGOOD范围（CXSD61273）	—	±12.5	%
PGOOD下拉电阻	—	120	Ω
热关断阈值（TSD）	—	150	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 电流模式控制与强制PWM操作

CXSD61273/A 采用 峰值电流模式PWM控制，固定频率可调（300kHz-4MHz）。在正常工作时，内部高侧P-MOSFET在每个时钟周期开始时导通，电感电流上升直至达到COMP引脚电压设定的峰值电流阈值。误差放大器通过比较FB引脚反馈电压与内部0.8V参考电压来调节输出。当负载电流增加时，FB电压下降，误差放大器提高COMP电压，使电感电流增加以匹配负载。当高侧MOSFET关断时，低侧同步N-MOSFET导通，直至下一个时钟周期开始或达到低侧电流限制。

芯片采用 强制连续PWM模式，在所有负载条件下保持固定开关频率，最小化输出电压纹波，降低噪声和RF干扰，适合对噪声敏感的应用（如RF通信设备）。

6.2 频率设置与外部同步

芯片开关频率通过 RT 引脚外接电阻设定，范围 300kHz至4MHz。频率与电阻的关系可参考数据手册曲线。当需要外部同步时（CXSD61273），向SYNC引脚施加300kHz-4MHz的方波时钟信号，芯片将同步至外部时钟频率。同步应用时，RT电阻应选择对应频率比同步频率低约20%的值。

最小导通时间（典型110ns）限制了最高工作频率下的最小占空比：D_MIN = 100 × 110ns × f(Hz)。

6.3 输出电压设置

输出电压通过外部分压电阻设置，FB参考电压为 0.8V（典型值）。公式：VOUT = VREF × (1 + R1/R2)。推荐R2取值范围10kΩ-100kΩ。

推荐元件配置（VDD=3.3V，VOUT=1.8V，IOUT=2A，fSW=1MHz）：电感L=2.2μH，输入电容CIN=10μF，输出电容COUT=22μF。

6.4 电感器选型

建议纹波电流为最大负载电流的 40%（ΔIL = 0.4 × IOUT(MAX)）。电感值公式：L = [VOUT × (VIN - VOUT)] / [VIN × fSW × ΔIL]。高频允许使用小型电感，推荐电感值范围：1.0μH-4.7μH（取决于频率）。饱和电流应大于峰值限流值（约3.5A）。推荐使用TAIYO YUDEN NR4018、Sumida CDRH4D28、GOTREND GTSD53、ABC SR0403等系列电感。

设计示例（VIN=3.3V，VOUT=1.8V，IOUT=2A，ΔIL=0.8A，fSW=1MHz）：L = 1.8×(3.3-1.8)/(3.3×1M×0.8) ≈ 1.02μH，实际可选用1.0μH或2.2μH。峰值电流 = 2 + 0.4 = 2.4A。

6.5 输入与输出电容选型

输入电容推荐 10μF 陶瓷电容（X5R/X7R），电压额定值应大于最大输入电压的1.5倍。输入RMS电流在最坏情况（VIN=2×VOUT）下为 IOUT/2。输出电容推荐 22μF 陶瓷电容。陶瓷电容具有低ESR和高纹波电流能力，是理想选择。但需注意，当输入通过长导线供电时，负载阶跃可能在输入端引起振铃，建议在输入侧增加适当容量的电容抑制。

推荐使用 Murata、TDK 或 Panasonic 的 X5R/X7R 系列电容（见表2）。

6.6 外部补偿

芯片提供 COMP引脚 用于外部环路补偿。通过RC网络可优化控制环路带宽和瞬态响应。典型应用电路中的补偿元件值可满足大多数应用需求。设计者可参考数据手册调整补偿网络以适应不同的输出电容类型和负载特性。

6.7 低压差操作（100%占空比）

当输入电压降低至接近输出电压时，芯片自动增加占空比，最终达到 100%占空比，上管P-MOSFET持续导通。此时输出电压等于输入电压减去P-MOSFET和电感的压降。该功能在电池放电末期特别重要，可延长设备工作时间。

6.8 保护功能详解

• 逐周期峰值电流限制：监测P-MOSFET电流，限流阈值3.5A（典型），防止过流。
• 低侧电流限制：防止过大反向电流，保护同步整流器。
• 短路保护：检测电流失控，跳过开关周期防止电流失控。
• 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，降温后自动重启。
• PGOOD（CXSD61273）：开漏输出，监测输出电压是否在±12.5%范围内。

7. 基于 CXSD61273 的便携设备电源设计实例

设计目标：一款手持式数据采集设备，需要为处理器核心提供 1.8V/2A 的电源，输入来自单节锂离子电池（2.8V-4.2V）或USB（5V），要求高效率、小尺寸和低噪声（强制PWM模式）。

• 系统配置：选用 CXSD61273（MSOP-10，带PGOOD和SYNC），VDD=2.8V-5.5V，VOUT=1.8V，IOUT=2A。频率设为1MHz（RT电阻≈100kΩ），电感 L=2.2μH（DCR<50mΩ），输入电容 CIN=10μF（X5R，10V），输出电容 COUT=22μF（陶瓷）。分压电阻 R1=100kΩ，R2=80kΩ（VREF=0.8V，VOUT=1.8V）。COMP补偿网络按典型应用电路配置。PGOOD通过10kΩ上拉至VDD，连接至系统MCU。
• 效率表现：在 3.3V 输入、1.8V/2A 输出条件下，典型效率高于 90%。强制PWM模式下，轻载效率略有降低但纹波极小。
• 频率调整优势：选择1MHz频率在效率与尺寸之间取得良好平衡，同时可通过外部同步进一步优化EMI。
• PGOOD应用：PGOOD信号在软启动完成后释放（高阻），MCU检测到后使能后续外设，实现可靠的上电时序。
• 热设计：MSOP-10封装 θJA=214°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗467mW。实际满载功耗约0.35W，温升约75°C，结温约100°C（需注意散热）。建议选用WDFN封装以获得更好的散热性能。

8. PCB 布局建议

• 主功率回路最小化：将输入电容、CXSD61273/A 的 PVDD 和 PGND 引脚、LX 节点以及输出电感紧密布局，减小功率回路的寄生电感和电阻。
• LX 节点控制：LX 走线应短而宽，但面积尽可能小以降低辐射EMI。保持模拟元件远离LX节点，避免杂散电容噪声耦合。
• 输入电容靠近芯片：输入电容应尽可能靠近 PVDD 和 PGND 引脚放置，以减小输入回路寄生电感。
• 输出电容靠近负载：输出电容应靠近负载端放置，以提供最佳的瞬态电流响应。
• 反馈网络短而直接：FB 分压电阻和COMP补偿网络应紧靠芯片放置，走线远离 LX 节点和电感等噪声源。
• 信号地与功率地分离：所有小信号元件返回至GND引脚，再单点连接至PGND。Exposed Pad（如有）应连接至GND。
• GND 与散热焊盘：GND引脚和Exposed Pad必须连接至大面积地平面，通过多个过孔散热。建议采用多层PCB设计，地平面作为第二层。
• RT/SYNC走线：RT电阻靠近RT引脚，SYNC走线远离噪声源。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61273/A 提供 MSOP-10、WDFN-10L 3x3 和 WDFN-8EL 3x3 多种封装选项，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。CXSD61273支持外部同步和PGOOD功能，CXSD61273A为简化版本。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。