CXSD61285A 3A同步降压DC/DC转换器
2.7V-5.5V宽输入 | 3A输出 | 1MHz | PWM/PSM模式

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61285A | 封装：WDFN-10L 3×3

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61285A 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、高效率全负载范围和低噪声的便携式及分布式电源应用而设计。该芯片支持 2.7V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 0.6V至VIN。采用 电流模式控制 架构，内置补偿简化了外部电路设计。内部集成超低导通电阻功率MOSFET（69mΩ 高侧 和 49mΩ 低侧 @5V），在全负载范围内提供高达 95% 的转换效率。芯片以 1MHz 固定开关频率工作，在效率与尺寸之间取得理想平衡。 PWM/PSM（二极管仿真模式） 自动切换在轻载时降低开关频率，显著提升轻载效率。 100%占空比低压差操作 在电池放电末期延长设备工作时间。内置 逐周期电流限制（OCP）、输出欠压保护（UVP）、输出过压保护（OVP） 和 热关断保护（OTP）（均采用锁存模式），确保系统安全可靠。 PGOOD开漏输出 提供输出电压状态指示。CXSD61285A 采用超小型 WDFN-10L 3×3 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、效率和轻载性能提出了极高要求。CXSD61285A 作为一款 3A同步降压转换器，其核心优势在于 PWM/PSM自动切换 实现全负载范围高效率、超低导通阻抗（69mΩ/49mΩ）和 全面的锁存保护。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，内置补偿简化了外部电路设计。

芯片内部集成了高侧和低侧功率MOSFET，导通电阻分别低至 69mΩ 和 49mΩ（@5V），在3A满载条件下显著降低导通损耗，提升系统整体效率。 1MHz固定开关频率 在效率与尺寸之间取得良好平衡，允许使用小型电感器（典型1.5μH-2.2μH）和陶瓷电容。 PWM/PSM（二极管仿真模式） 在轻载时自动降低开关频率，减少开关损耗，显著提升轻载效率，特别适合待机功耗要求严格的应用。 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。内置 OCP、UVP、OVP、OTP 均采用 锁存模式，在故障触发后需通过EN或VIN复位，确保系统在异常条件下的安全性。 PGOOD开漏输出 提供输出电压状态指示（90%阈值），便于系统监控。CXSD61285A 采用超小型 WDFN-10L 3×3 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（69mΩ典型@5V）和N-MOSFET（49mΩ典型@5V），无需外部肖特基二极管，提高效率并降低BOM成本。
• PWM/PSM（二极管仿真模式）：在轻载条件下自动进入PSM，降低有效开关频率，减少开关损耗，显著提升轻载效率，特别适合待机功耗要求严格的应用。
• 1MHz固定开关频率：允许使用小型电感器（典型1.5μH-2.2μH）和陶瓷电容，在效率与尺寸之间取得最佳平衡。
• 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。
• 全面锁存保护：OCP（过流保护）、UVP（欠压保护）、OVP（过压保护）和OTP（热关断保护）均采用锁存模式，故障触发后需通过EN或VIN复位，确保系统安全。
• PGOOD电源良好指示：开漏输出，当FB电压达到参考电压的90%以上时释放（高阻），低于90%时拉低，提供系统状态监控。
• 内置补偿：内部补偿简化了外部电路设计，减少了元件数量。
• 低静态电流：PWM模式下静态电流典型110μA，关断电流低于1μA，适合电池供电设备。
• WDFN-10L封装：3×3mm超小封装，底部散热焊盘增强散热能力，适合高密度布局。

3. 引脚封装图

引脚封装图：WDFN-10L 3×3

4. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（2.7V-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
PVIN, SVIN	输入电压	-0.3	6.5	V
LX	开关节点电压（DC）	-0.3	VIN+0.3	V
LX	开关节点电压（<100ns）	-2.5	9	V
其他I/O引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	6.5	V
PD @ TA=25°C	最大功耗（WDFN-10L）	—	1.429	W
θJA	结到环境热阻（WDFN-10L）	—	70	°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
PVIN, SVIN 输入电压	2.7	5.5	V
结温范围	-10	105	°C
环境温度范围	—	—	—

参数	条件	典型值	单位
输入电压范围（PVIN, SVIN）	—	2.7-5.5	V
反馈参考电压（VREF）	—	0.6	V
VREF精度	—	±1	%
静态电流（IQ）	VFB=0.7V, 不开关	110	μA
关断电流（ISHDN）	EN=GND	1	μA
高侧导通电阻（RDS(ON)_P）	VIN=5V	69	mΩ
低侧导通电阻（RDS(ON)_N）	VIN=5V	49	mΩ
高侧电流限制（ILIM）	锁存模式	4	A
开关频率（fSW）	—	1	MHz
EN阈值（上升/下降）	—	1.6 / 0.4	V
UVLO阈值（上升/下降）	VIN上升	2.4 / 2.2	V
PGOOD阈值	VFB/VREF	90	%
UVP阈值	VFB/VREF	66	%
OVP阈值	VFB/VREF	—	—
热关断阈值（TSD）	—	150	°C
输出线电压调整率	VIN=2.7V-5.5V	0.3	%/V
输出负载调整率	—	±1	%

6. 工作原理与设计指导

6.1 PWM/PSM（二极管仿真模式）控制

CXSD61285A 采用 电流模式控制 架构，内置补偿简化了外部电路设计。芯片根据负载电流自动在 PWM连续导通模式（CCM） 和 PSM二极管仿真模式（DEM） 之间切换：

• 重载（PWM/CCM）：在重载条件下，芯片以1MHz固定频率工作在连续导通模式，输出纹波小，适合对噪声敏感的应用。
• 轻载（PSM/DEM）：在轻载条件下，芯片自动进入二极管仿真模式，降低有效开关频率，减少开关损耗，显著提升轻载效率。当电感电流降至零时，低侧MOSFET关断，防止负电流流动，实现类似二极管的续流行为。

这种智能模式切换使CXSD61285A在全负载范围内都能保持高效率，特别适合待机功耗要求严格的应用。

6.2 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 0.6V（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（VIN=5V，VOUT=3.3V，IOUT=3A，fSW=1MHz）：电感L=2.2μH，输入电容CIN=20μF（陶瓷），输出电容COUT=2×22μF（陶瓷）。

6.3 电感器选型

建议纹波电流为最大负载电流的 25%-40%（LIR）。电感值公式：L = [VOUT × (VIN - VOUT)] / [VIN × fSW × LIR × IOUT(MAX)]。推荐电感值范围：1.5μH-2.2μH。饱和电流应大于峰值限流值（约4A）。

设计示例（VIN=5V，VOUT=3.3V，IOUT=3A，LIR=0.3）：L = 3.3×(5-3.3)/(5×1M×0.3×3) ≈ 1.25μH，实际可选用1.5μH或2.2μH。峰值电流 = 3 + 0.45 = 3.45A。

6.4 输入与输出电容选型

输入电容推荐 ≥20μF 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。输入电压纹波估算（IOUT=3A，CIN=20μF，fSW=1MHz）：ΔVIN ≈ 37.5mV。输出电容推荐 22μF×2 陶瓷电容。输出纹波估算：

推荐使用 Murata、TDK 或 TAIYO YUDEN 的 X5R/X7R 系列电容。

6.5 保护功能详解

• 逐周期高侧电流限制（OCP）：监测高侧MOSFET峰值电流，当连续5个时钟周期超过4A（典型）时触发，芯片进入锁存模式，需EN或VIN复位。
• 输出欠压保护（UVP）：当VFB低于66% VREF时触发，芯片锁存，需EN或VIN复位。软启动期间UVP被屏蔽至少3ms。
• 输出过压保护（OVP）：当VFB超过阈值时触发（10μs防误触发延迟），芯片锁存，需EN或VIN复位。
• 热关断保护（OTP）：结温超过150°C时触发，芯片锁存，需EN或VIN复位。
• PGOOD：开漏输出，VFB低于90% VREF时拉低，高于90%时释放（高阻）。

7. 基于 CXSD61285A 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FPGA核心提供 1.2V/3A 的电源，输入来自 5V USB 或 3.3V 系统电源，要求高效率、小尺寸、低待机功耗和全面的锁存保护。

• 系统配置：选用 CXSD61285A（WDFN-10L），VIN=5V（或3.3V），VOUT=1.2V，IOUT=3A。电感 L=1.5μH（DCR<10mΩ），输入电容 CIN=20μF（X5R，10V），输出电容 COUT=2×22μF（陶瓷）。分压电阻 R1=100kΩ，R2=100kΩ（VREF=0.6V，VOUT=1.2V）。PGOOD通过10kΩ上拉至VIN，连接至系统MCU。
• 效率表现：在 5V 输入、1.2V/3A 输出条件下，典型效率高于 85%。轻载PSM模式在待机时显著提升效率（IOUT<0.5A时效率>75%）。
• 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。
• 锁存保护优势：在输出短路或过温等故障发生时，芯片进入锁存模式，需系统干预复位，确保安全。
• 热设计：WDFN-10L θJA=70°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗1.429W。实际满载功耗约0.8W，温升约56°C，结温约81°C，满足要求。

8. PCB 布局建议

• 主功率回路最小化：将输入电容、CXSD61285A 的 PVIN 和 GND 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 PVIN 和 GND 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 分压电阻应紧靠芯片放置，走线远离 LX 节点和电感等噪声源。
• SVIN去耦：SVIN引脚使用至少1μF陶瓷电容紧靠芯片去耦。
• 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。
• EN 引脚：EN引脚不可悬空，需接逻辑高或低电平。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61285A 采用 WDFN-10L 3×3 封装，无铅、RoHS合规，工作温度范围 -10°C 至 +105°C（结温），环境温度范围参照数据手册。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。