CXSD61280 3A同步降压DC/DC转换器
2.6V-5.5V宽输入 | 3A输出 | 可调频率300kHz-2MHz

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61280 | 封装：WDFN-10L 3×3 / SOP-8（Exposed Pad）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61280 是一款高性能3A同步降压DC/DC转换器，专为需要高功率密度、灵活频率调整和低噪声的负载点调节应用而设计。该芯片支持 2.6V至5.5V 的宽输入电压范围，提供高达 3A 的连续输出电流，输出电压可调范围 0.8V至5V。采用 电流模式控制 架构，支持 外部补偿，使设计者能够根据具体应用优化瞬态响应和环路稳定性。内部集成低导通电阻功率MOSFET（100mΩ），在全负载范围内提供高达 95% 的转换效率。芯片开关频率可通过外部电阻在 300kHz至2MHz 范围内灵活调节，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。 输入过压保护（OVP） 在输入电压异常升高时保护后级电路。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。CXSD61280 采用 WDFN-10L 3×3 和 SOP-8（Exposed Pad） 两种封装，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。

1. 产品概述与市场定位

在高性能FPGA、ASIC、DSP以及笔记本计算机等高密度电源系统中，对电源转换器的功率密度、效率和灵活性提出了极高要求。CXSD61280 作为一款 3A电流模式同步降压转换器，其核心优势在于 可调开关频率（300kHz-2MHz）、低导通阻抗（100mΩ）和 强制PWM低噪声模式。芯片采用 电流模式控制 架构，提供快速瞬态响应和可靠的逐周期电流限制，外部补偿使设计者能够根据不同的输出电容（陶瓷、电解等）和负载条件优化环路稳定性。

芯片内部集成了高侧和低侧功率MOSFET，导通电阻低至 100mΩ，在3A满载条件下显著降低导通损耗，提升系统整体效率。 可调开关频率 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（2MHz）可大幅减小外部电感器和电容器的尺寸，非常适合高密度布局。 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（如RF通信设备）。 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。 输入过压保护（OVP） 在输入电压异常升高时保护后级电路，增强系统可靠性。CXSD61280 采用 WDFN-10L 3×3 和 SOP-8（Exposed Pad） 两种封装，是高性能、高可靠性电源系统的理想选择。

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（100mΩ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SHDN/RT引脚外接电阻可设定300kHz至2MHz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。
• 输入过压保护（OVP）：在输入电压异常升高时，芯片自动关闭输出，保护后级电路免受损坏。
• 外部补偿：COMP引脚支持RC网络补偿，允许设计者根据输出电容类型和负载特性优化控制环路带宽和瞬态响应。
• 逐周期电流限制：峰值限流典型值4A，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500μA，关断电流低于1μA，适合电池供电设备。
• 内部软启动：COMP引脚电压在软启动期间逐渐上升，限制启动浪涌电流。
• 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：WDFN-10L 3×3和SOP-8（Exposed Pad）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：WDFN-10L 3×3 / SOP-8（Exposed Pad）

4. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（2.6V-5.5V输入，3A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	6.5	V
LX	开关节点电压	-0.3（<10ns -5）	PVDD+0.3（<10ns 8.5）	V
其他I/O引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	6.5	V
ILX	开关节点电流	—	4	A
PD @ TA=25°C	最大功耗（WDFN-10L）	—	1.667	W
PD @ TA=25°C	最大功耗（SOP-8 EP）	—	1.333	W
θJA	结到环境热阻（WDFN-10L）	—	60	°C/W
θJA	结到环境热阻（SOP-8 EP）	—	75	°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（VREF）	—	0.8	V
VREF精度	—	±2	%
静态电流（IQ）	VFB=0.7V, 不开关	500	μA
关断电流（ISHDN）	SHDN/RT=GND	1	μA
高侧导通电阻（RDS(ON)_P）	—	100	mΩ
低侧导通电阻（RDS(ON)_N）	—	100	mΩ
峰值电流限制（ILIM）	—	4	A
开关频率范围	RT电阻设定	300-2000	kHz
最小导通时间（tON(MIN)）	—	110	ns
电流检测跨阻（RS）	—	0.4	Ω
误差放大器跨导（gm）	—	400	μA/V
UVLO阈值（上升）	—	—	—
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

CXSD61280 采用 峰值电流模式PWM控制，固定频率可调（300kHz-2MHz）。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

芯片开关频率通过 SHDN/RT 引脚外接电阻设定，范围 300kHz至2MHz。频率与电阻的关系可参考数据手册曲线。SHDN/RT引脚同时兼有关断功能：将该引脚拉至GND或VDD时，芯片进入关断模式（关断电流<1μA）。

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)。推荐使用1%精度电阻，R2取值范围10kΩ-100kΩ。

推荐元件配置（VDD=3.3V，fSW=500kHz）：

VOUT（V）	R1（kΩ）	R2（kΩ）	RCOMP（kΩ）	CCOMP（nF）	L（μH）	COUT（μF）
3.3	75	24	30	0.47	2.2	22×2
2.5	51	24	27	0.47	2.2	22×2
1.8	30	24	22	0.47	2.2	22×2
1.5	21	24	18	0.47	2.2	22×2
1.2	12	24	15	0.47	1.0	22×2
1.0	6	24	13	0.47	1.0	22×2

6.4 外部补偿

芯片提供 COMP引脚 用于外部环路补偿。通过RC网络（RCOMP和CCOMP）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（见表1）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。

6.5 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。在低压差条件下，需注意P-MOSFET导通电阻增加导致的功耗上升，确保热设计满足要求。

6.6 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-2.2μH（参考上表）。饱和电流应大于峰值限流值（约4A）。推荐使用TAIYO YUDEN NR8040等系列电感（2.2μH，DCR=9mΩ，电流额定值7.8A）。

设计示例（VIN=3.3V，VOUT=1.8V，IOUT=3A，ΔIL=1.2A，fSW=1MHz）：L = 1.8×(3.3-1.8)/(3.3×1M×1.2) ≈ 0.68μH，实际可选用1.0μH或2.2μH。峰值电流 = 3 + 0.6 = 3.6A。

6.7 输入与输出电容选型

输入电容推荐 10μF-22μF 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×2 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。

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4A（典型），防止过流。
• 输入过压保护（OVP）：在输入电压异常升高时，芯片自动关闭输出，保护后级电路。
• 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。
• 短路保护：检测电流失控，跳过开关周期防止电流失控。

7. 基于 CXSD61280 的分布式电源设计实例

设计目标：一款分布式电源系统，需要为3.3V/3A的负载供电，输入来自5V USB或电池（2.8V-4.2V），要求高效率、低噪声（强制PWM模式）和灵活的频率选择以优化EMI。

• 系统配置：选用 CXSD61280（WDFN-10L），VDD=2.8V-5.5V，VOUT=3.3V，IOUT=3A。频率设为1MHz（RT电阻≈100kΩ），电感 L=2.2μH（DCR<10mΩ，饱和电流>5A），输入电容 CIN=10μF（X5R，10V），输出电容 COUT=22μF×2（陶瓷）。分压电阻 R1=75kΩ，R2=24kΩ（VREF=0.8V，VOUT=3.3V），RCOMP=30kΩ，CCOMP=0.47nF。
• 效率表现：在 5V 输入、3.3V/3A 输出条件下，典型效率高于 93%。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，同时可通过调整RT电阻优化EMI。
• 输入过压保护：当输入电压异常升高超过6.5V时，芯片自动关断输出，保护后级负载。
• 热设计：WDFN-10L封装 θJA=60°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗1.667W。实际满载功耗约0.5W，温升约30°C，结温约55°C，满足要求。

8. PCB 布局建议

• 主功率回路最小化：将输入电容、CXSD61280 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。
• SHDN/RT走线：RT电阻靠近SHDN/RT引脚，走线远离噪声源。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61280 提供 WDFN-10L 3×3 和 SOP-8（Exposed Pad） 两种封装选项，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。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。