CXSD61294 6A同步降压DC/DC转换器
2.9V-5.5V宽输入 | 6A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：CXSD61294 | 封装：SOP-8（Exposed Pad）/ WDFN-12L 3×3

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61294 是一款高性能6A电流模式同步降压DC/DC转换器，专为需要高功率密度、灵活频率调整和系统监控的低压高密度电源系统而设计。该芯片支持 2.9V至5.5V 的宽输入电压范围，提供高达 6A 的连续输出电流，输出电压可调范围 0.8V至VIN。采用 电流模式控制 架构，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。内部集成超低导通电阻功率MOSFET（50mΩ 高侧 和 35mΩ 低侧），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，允许设计者在效率与尺寸之间灵活权衡。 外部可调软启动（SS） 允许设计者通过外部电容独立设置启动时间（10μA充电电流），有效控制启动浪涌电流。 PGOOD开漏输出（WDFN封装）提供输出电压状态指示（±7%窗口），便于系统监控。 频率折返 功能在短路条件下降低开关频率，减少功耗。内置 逐周期电流限制、hiccup模式输出欠压保护（UVP） 和 热关断保护（OTP），确保系统安全可靠。CXSD61294 采用 SOP-8（Exposed Pad） 和 WDFN-12L 3×3 两种封装，是分布式电源、负载点转换和低压高密度电源系统的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在分布式电源系统、负载点转换和低压高密度电源应用中，对电源芯片的功率密度、效率和灵活性提出了极高要求。CXSD61294 作为一款 6A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）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。芯片支持 2.9V至5.5V 的宽输入电压，可直接从单节锂离子电池（3.0V-4.2V）或USB电源（5V）取电，可提供高达 6A 的输出电流，输出电压可通过外部电阻在0.8V至VIN范围内可调，满足各种低压核心供电需求。

芯片内部集成了高侧和低侧功率MOSFET，导通电阻分别低至 50mΩ 和 35mΩ，在6A满载条件下显著降低导通损耗，提升系统整体效率。 0.8V ±1% 高精度参考电压 在室温下提供优异的输出电压精度，满足高性能处理器对电源精度的严苛要求。 外部可调软启动（SS） 允许设计者通过外部电容独立设定启动时间（10μA充电电流），灵活控制启动浪涌电流。 PGOOD开漏输出（WDFN封装）提供输出电压状态指示（±7%窗口），便于系统实现上电时序管理和故障监控。 频率折返 功能在短路条件下降低开关频率，减少功耗和热应力。 hiccup模式欠压保护（UVP） 在输出短路或过载时自动尝试重启，故障移除后恢复正常工作。CXSD61294 采用 SOP-8（Exposed Pad） 和 WDFN-12L 3×3 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

• 电流模式控制：提供快速的负载瞬态响应和精确的逐周期电流限制，外部补偿使设计者能够根据具体应用优化环路性能。
• 超低导通阻抗：高侧50mΩ和低侧35mΩ的导通电阻，显著降低功率损耗，提升轻载和满载效率，最高可达95%。
• 可调开关频率：通过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。
• 0.8V±1%高精度参考：室温下±1%的参考电压精度，确保输出电压的精确调节，满足高性能处理器的供电需求。
• 外部可调软启动：SS引脚提供10μA充电电流，通过外部电容可灵活设定软启动时间（tss = 0.1 × Css），有效控制启动浪涌电流，支持预偏置输出启动。
• PGOOD电源良好指示（WDFN封装）：开漏输出，当VFB在参考电压的±7%范围内时释放（高阻），超出该窗口时拉低，提供系统状态监控。
• 频率折返：在输出短路条件下，开关频率自动降低，减少功耗和热应力。
• hiccup模式欠压保护（UVP）：当VFB低于50% VREF时触发，芯片自动软重启，故障移除后恢复正常，有效降低短路功耗。软启动期间UVP被屏蔽。
• 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。
• 热关断保护（OTP）：结温超过165°C时关断，降温至145°C后自动重启。
• 两种封装：SOP-8（Exposed Pad）和WDFN-12L 3×3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：SOP-8（Exposed Pad）/ WDFN-12L 3×3

4. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（2.9V-5.5V输入，6A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
VIN	输入电压	-0.3	6.5	V
BOOT - LX	自举电压差	-0.3	6	V
其他引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	VIN+0.3	V
PD @ TA=25°C	最大功耗（SOP-8 EP）	—	2.041	W
PD @ TA=25°C	最大功耗（WDFN-12L）	—	1.667	W
θJA	结到环境热阻（SOP-8 EP）	—	49	°C/W
θJA	结到环境热阻（WDFN-12L）	—	60	°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
VIN 输入电压	2.9	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（VIN）	—	2.9-5.5	V
反馈参考电压（VREF）	—	0.8	V
VREF精度	室温	±1	%
静态电流（IQ）	VFB=0.9V, 不开关	250	μA
关断电流（ISHDN）	EN=GND	2	μA
高侧导通电阻（RDS(ON)_H）	—	50	mΩ
低侧导通电阻（RDS(ON)_L）	—	35	mΩ
开关频率范围	RT电阻设定	300-2000	kHz
开关频率（fSW）	RT=28.7kΩ	1400	kHz
最小导通时间（tON_MIN）	—	80	ns
最小关断时间（tOFF_MIN）	—	60	ns
EN阈值（上升/下降）	—	1.5 / 0.4	V
UVLO阈值（上升）	—	2.6	V
热关断阈值（TSD）	—	165	°C
热关断恢复阈值	—	145	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 电流模式控制

CXSD61294 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。外部补偿使设计者能够根据不同的输出电容类型和负载特性优化环路性能。

6.2 频率设置

芯片开关频率通过 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。RT引脚悬空时，内部默认频率为300kHz。最小导通时间（典型80ns）限制了最高工作频率下的最小占空比：D_MIN = 100 × 80ns × 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，精度±1%）。公式：VOUT = VREF × (1 + RFB1/RFB2)。推荐使用1%精度电阻，R2取值范围10kΩ-100kΩ。

推荐元件配置（VIN=5V，fSW=500kHz）：

VOUT（V）	RFB1（kΩ）	RFB2（kΩ）	RC（kΩ）	CC（nF）	L（μH）	COUT
3.3	3.75	1.2	33	0.33	0.47	陶瓷20μF+电解100μF
2.5	2.55	1.2	24	0.47	0.47	陶瓷20μF+电解100μF
1.8	1.5	1.2	18	0.56	0.47	陶瓷20μF+电解100μF
1.5	1.05	1.2	15	0.68	0.33	陶瓷20μF+电解100μF
1.2	2.55	5.1	21	0.33	0.33	陶瓷20μF+电解100μF
1.0	1.27	5.1	10	0.33	0.33	陶瓷20μF+电解100μF

6.4 外部可调软启动

芯片提供 外部可调软启动（SS） 功能（WDFN封装），通过SS引脚外接电容设定启动时间。在EN上升后，内部 10μA 电流源对SS电容充电。软启动时间计算公式为：

例如，使用10nF电容时，软启动时间约为1ms。当SS引脚悬空时，芯片使用内部软启动，典型时间为800μs。外部软启动功能使设计者能够根据系统需求灵活控制启动浪涌电流。

6.5 PGOOD电源良好指示（WDFN封装）

芯片提供 开漏PGOOD输出，用于指示输出电压状态。PGOOD功能通过比较器监测VFB电压：

• 当VFB在参考电压的 ±7% 范围内时，PGOOD引脚释放（高阻态），需外接上拉电阻至VIN或3.3V。
• 当VFB低于90%或高于110%参考电压时，PGOOD引脚被拉低。

PGOOD信号可用于系统上电时序控制、故障报警或负载使能管理。

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：0.33μH-0.47μH（参考上表）。饱和电流应大于峰值限流值。推荐使用Wurth Elektronik 744308033（0.33μH）和744355147（0.47μH）等系列电感。

6.7 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 陶瓷电容20μF + 电解电容100μF 的组合，以获得低ESR和足够的电容容量。推荐使用 Murata、TDK 或 TAIYO YUDEN 的 X5R/X7R 系列陶瓷电容。

6.8 保护功能详解

• 逐周期峰值电流限制：监测P-MOSFET电流，防止过流。
• 频率折返：在输出短路条件下，开关频率自动降低，减少功耗和热应力。
• hiccup模式欠压保护（UVP）：当VFB低于50% VREF时触发，芯片自动软重启，故障移除后恢复正常，有效降低短路功耗。软启动期间UVP被屏蔽。
• 输入欠压锁定（UVLO）：VIN上升阈值2.6V，防止欠压工作。
• 热关断保护（OTP）：结温超过165°C关断，降温至145°C后重启。

7. 基于 CXSD61294 的高密度分布式电源设计实例

设计目标：一款高性能计算系统，需要为FPGA核心提供 1.2V/6A 的电源，输入来自 5V 系统电源，要求高效率、小尺寸、可编程软启动和系统状态监控（PGOOD）。

• 系统配置：选用 CXSD61294（WDFN-12L），VIN=5V，VOUT=1.2V，IOUT=6A。频率设为500kHz（RT≈100kΩ），电感 L=0.33μH（DCR<5mΩ），输入电容 CIN=10μF（X5R，10V），输出电容 COUT=陶瓷20μF+电解100μF。分压电阻 RFB1=2.55kΩ，RFB2=5.1kΩ（VREF=0.8V，VOUT=1.2V），RC=21kΩ，CC=0.33nF。软启动电容 CSS=10nF（tss≈1ms）。PGOOD通过10kΩ上拉至VIN，连接至系统MCU。
• 效率表现：在 5V 输入、1.2V/6A 输出条件下，典型效率高于 85%。得益于超低导通电阻（50mΩ/35mΩ），满载损耗较低。
• 频率折返优势：在输出短路时，开关频率自动降低，减少功耗和热应力，保护芯片和外围元件。
• 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：WDFN-12L封装 θJA=60°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗1.667W。实际满载功耗约1.4W，温升约84°C，结温约109°C，需注意散热设计（增加铜箔面积或强制风冷）。

8. PCB 布局建议

• 主功率回路最小化：将输入电容、CXSD61294 的 VIN 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 VIN 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。
• SS电容：软启动电容应紧靠SS和GND引脚放置，减少噪声耦合。
• GND 与散热焊盘：PGND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电阻：RT电阻靠近RT引脚，走线远离噪声源。
• EN 引脚：EN引脚悬空时内部上拉使能，若需控制可接逻辑信号。

9. 订购信息与技术支持

CXSD61294 提供 SOP-8（Exposed Pad） 和 WDFN-12L 3×3 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。