CXSD61330 3A/36V同步降压转换器
4V-36V输入 | 0.8V至VIN可调输出 | 2.1MHz | AEC-Q100 | 峰值电流模式 | SOP-8

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61330 | 封装：SOP-8（Exposed Pad）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61330 是一款3A、高效率、峰值电流模式同步降压DC/DC转换器，专为汽车应用优化。芯片输入电压范围 4V至36V（可承受42V负载突降），输出电压可调范围为 0.8V至VIN，集成低导通电阻功率MOSFET（高侧/低侧典型值80mΩ），采用峰值电流模式控制，内置简单补偿，允许使用小尺寸电感，实现快速瞬态响应和良好的环路稳定性。

CXSD61330的 超低最小导通时间（60ns） 和 最小关断时间（65ns） 使其即使在极高降压比下也能保持恒定频率工作。内置 展频频率调制 有助于系统设计人员更好地管理EMC。芯片提供完整的保护功能，包括输入欠压锁定（UVLO）、输出欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）和过温保护（OTP）。逐周期电流限制提供针对输出短路的保护，软启动消除启动时的输入浪涌电流。CXSD61330提供两种轻载工作模式选项：PSM（脉冲跳过模式） 和 强制PWM（FPWM），分别适用于高轻载效率和严格电压调节精度的应用场景。芯片采用 SOP-8（Exposed Pad） 封装，是汽车摄像头模块、车载座舱系统、互联汽车系统以及分布式电源系统负载点（POL）调节等应用的理想选择。

1. 主要特点与技术亮点

• AEC-Q100 Grade 1 认证：满足汽车电子可靠性要求，适用于车载摄像头、座舱系统、互联汽车等严苛环境。
• 高效率同步整流：集成低导通电阻MOSFET（高侧/低侧典型值80mΩ），无需外部肖特基二极管，效率高。
• 宽输入电压范围（4V-36V）：兼容12V、24V汽车电源系统，可承受42V负载突降，简化输入保护设计。
• 可调输出电压（0.8V至VIN）：通过外部电阻分压器灵活设定，反馈参考电压0.8V（典型值），精度±1.5%。
• 峰值电流模式控制：提供快速瞬态响应和逐周期电流限制，内置补偿网络简化设计。
• 2.1MHz固定开关频率：允许使用小尺寸电感（推荐2.2μH-4.7μH），降低BOM成本和PCB面积。
• 超低最小导通时间（60ns）：支持高降压比应用，输出电压可低至0.8V。
• 内置展频频率调制：在2.1MHz基础上进行+6%扩频（2.1MHz-2.226MHz），有效降低峰值辐射，改善EMC性能，且不落入AM频段。
• 轻载模式可选：
  • PSM模式：轻载时进入脉冲跳过模式，提高轻载效率，静态电流低至40μA。
  • FPWM模式：全负载范围内保持恒定开关频率，输出纹波低，适合噪声敏感应用。
• 功率良好指示（PGOOD）：开漏输出，监控输出电压状态，便于系统时序管理。
• 保护功能：
  • 逐周期过流保护（高侧峰值5A，低侧源/吸电流限制），防止过流损坏。
  • 输入欠压锁定（UVLO）：上升阈值3.8V，下降阈值2.85V，迟滞防止误动作。
  • 输出欠压保护（打嗝模式）：VFB低于参考电压50%时触发，自动重启，降低短路功耗。
  • 过温保护（OTP）：结温超过150°C时停止开关，温度下降后自动恢复。
  • 邻脚短路保护：内部熔丝保护，防止BOOT-VIN短路等故障。
• BOOT UVLO：确保自举电容电压充足，保证高侧MOSFET可靠导通。
• 内部5V线性稳压器（VCC）：为内部电路供电，可作PGOOD上拉（不推荐驱动外部负载）。
• 使能控制（EN）：高电平使能，支持外部时序控制，内部1.2μA下拉电流。
• 软启动：内部软启动防止启动浪涌，支持预偏置输出。
• RoHS合规：无铅、无卤素，环保设计。

2. 引脚配置与功能描述

CXSD61330 采用 SOP-8（Exposed Pad） 封装，底部裸露焊盘增强散热性能，需焊接至大面积地铜。

引脚封装图（SOP-8 Exposed Pad）

引脚号	引脚名称	功能描述
1	SW	开关节点，连接功率电感。
2	GND	功率地，为控制电路和低侧MOSFET提供返回路径。
3	PG	功率良好指示输出，开漏，需外接上拉电阻至VCC或外部5V以下电源。
4	FB	反馈输入，通过外部电阻分压器设置输出电压，内部参考电压0.8V（典型值）。
5	EN	使能控制输入，高电平使能，低电平关断。
6	VCC	内部5V线性稳压器输出，需用1μF X7R电容去耦，可用作PG上拉。
7	BOOT	自举引脚，连接0.1μF陶瓷电容串联10Ω电阻至SW，为高侧MOSFET提供栅极驱动。
8	VIN	电源输入，4V-36V，需用4.7μF和0.1μF电容去耦。
9 (Exposed Pad)	PAD	裸露焊盘，内部无连接，必须焊接至大面积GND平面，通过过孔散热。

3. 典型应用电路

CXSD61330 的典型应用电路包含输入电容、输出电容、电感、反馈电阻、自举电阻/电容、VCC去耦电容和PGOOD上拉电阻。输入电容推荐4.7μF陶瓷电容，输出电容根据负载选择（推荐22μF×2），电感推荐2.2μH或4.7μH。反馈网络由两个电阻构成分压器，推荐R2≤170kΩ。可选前馈电容（CFF）优化瞬态响应。

图2. 典型应用电路（12V输入，5V/3A输出）

3.1 输出电压设定

输出电压通过外部电阻分压器设定，公式如下：

其中 VREF = 0.8V（典型值），R1 为连接至VOUT的上拉电阻，R2 为连接至GND的下拉电阻。R2建议≤170kΩ。下表提供了常用输出电压的推荐元件值（以R2=39.2kΩ为例）。

VOUT (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	L (μH)	COUT (μF)
1.2	19.6	39.2	2.2	22 × 2
3.3	122.5	39.2	2.2	22 × 2
5.0	205.8	39.2	2.2	22 × 2
12	560	39.2	4.7	22 × 2

4. 极限参数与电气特性

符号	参数	最小值	最大值	单位
VIN	电源输入电压	-0.3	42	V
VSW	SW引脚开关电压	-0.3	42	V
VBOOT	BOOT引脚电压	-0.3	48	V
VBOOT - VSW	自举差分电压	-0.3	6	V
VEN	EN引脚电压	-0.3	42	V
其他引脚	FB, VCC, PG	-0.3	6	V
PD	功耗 (TA=25°C) SOP-8 (Exposed Pad)	—	4.31	W
θJA	结到环境热阻 (SOP-8 Exposed Pad, EVB)	—	26.07	°C/W
TJ	结温	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
输入电压 VIN	4	36	V
输出电压 VOUT	0.8	VIN*	V
结温 TJ	-40	150	°C
环境温度 TA	-40	125	°C

参数	测试条件	典型值	单位
输入电压范围	—	4 – 36	V
反馈参考电压 (25°C)	—	0.8	V
反馈参考电压 (-40°C~125°C)	—	0.8 ±1.5%	V
关断电流	EN=0V	5	μA
静态电流（PSM模式）	VEN=2V, VFB=0.82V, 非开关	40	μA
静态电流（FPWM模式）	VEN=2V, VFB=0.82V, 非开关	1.2	mA
开关频率	—	2.1	MHz
高侧导通电阻	—	80	mΩ
低侧导通电阻	—	80	mΩ
高侧峰值电流限制	—	5	A
负电感峰值电流限制	—	2	A
最小导通时间	—	60	ns
最小关断时间	—	65	ns
UVLO 上升阈值	VIN 上升	3.8	V
UVLO 下降阈值	VIN 下降	2.85	V
EN 逻辑高电平	上升	1.25	V
EN 逻辑低电平	下降	1.05	V
PGOOD 阈值（相对于标称）	VOUT 下降	-10	%
PGOOD 高阈值（过压）	VOUT 上升	+20	%
热关断阈值	—	150	°C
软启动时间	—	1.6	ms

5. 工作原理与设计指导

5.1 峰值电流模式控制

CXSD61330 采用 峰值电流模式PWM控制。在每个开关周期，内部振荡器触发高侧MOSFET导通，电感电流线性上升。内部电流检测放大器监测高侧MOSFET电流，并与误差放大器输出（COMP电压）比较。当电感峰值电流达到COMP设定阈值时，高侧MOSFET关断，低侧MOSFET导通，电感电流下降，直至下一个周期。这种控制方式提供快速瞬态响应和逐周期电流限制。

5.2 轻载模式选择

CXSD61330提供两种轻载工作模式选项：

• PSM模式（脉冲跳过）：在轻载时，电感电流可降至零，低侧MOSFET关断，进入不连续导通模式（DCM），大部分内部电路关断，静态电流降至40μA，提高轻载效率。适用于对效率要求较高的应用。
• FPWM模式（强制PWM）：在全负载范围内保持恒定2.1MHz开关频率，输出纹波低，电压调节精度高，适合对频率稳定性和噪声敏感的应用。

5.3 展频调制

内置 展频频率调制 在软启动完成后激活，通过伪随机序列在2.1MHz基础上进行+6%扩频（2.1MHz-2.226MHz），有效降低峰值辐射能量，帮助系统通过EMC测试，同时确保频率不落入AM频段（<1.8MHz）。

5.4 软启动与预偏置启动

内部软启动电路在EN拉高后激活，内部电流源对软启动电容充电，产生斜坡参考电压。FB电压跟踪该斜坡，使占空比缓慢增加，启动时间典型1.6ms（PGOOD延迟）。芯片支持预偏置输出启动，当内部软启动电压与FB电压差大于400mV时开始开关，确保平滑启动。

5.5 功率良好指示（PG）

PG为开漏输出，需外接上拉电阻至VCC或外部5V以下电源。当VFB在参考电压的90%~120%范围内时，PG呈高阻抗；当VFB低于85%或高于120%时，PG被拉低。软启动期间PG保持高阻态，启动完成后1.6ms后激活。

5.6 BOOT UVLO与自举

芯片监测BOOT-SW电压，确保高侧MOSFET有足够的栅极驱动。当VBOOT-SW低于2.3V时，强制开启低侧MOSFET延长最小关断时间至150ns，为自举电容充电，直至电压升至2.4V以上。

5.7 保护功能

• 逐周期高侧峰值电流限制（ILIM_H ≈ 5A）：每个周期检测高侧电流，超过阈值立即关断高侧，防止过流。
• 低侧源/吸电流限制：低侧源电流限制（≈0.95×ILIM_H）和吸电流限制（ISK_L ≈ 2A），防止短路和异常大电流。
• 输入欠压锁定（UVLO）：上升阈值3.8V，下降阈值2.85V，迟滞防止误动作。
• 输出欠压保护（打嗝模式）：VFB低于参考电压50%时触发，关断高侧和低侧，等待内部软启动电容放电至150mV后重新启动，短路故障时自动重试。
• 过温保护（OTP）：结温超过150°C时停止开关，温度下降后自动恢复。
• 邻脚短路保护：内部熔丝在BOOT-VIN短路等故障时熔断，防止烟、火和火花。

5.8 电感选型

电感值影响纹波电流，计算公式为：

推荐的纹波电流为最大输出电流的30%-50%（ΔIL = 0.3-0.5 × IMAX）。最大纹波电流出现在最高输入电压下。推荐电感值：对于12V输入、5V/3A输出，推荐2.2μH；对于24V输入、5V/3A输出，推荐4.7μH。电感饱和电流应大于高侧峰值电流限制（5A），DCR尽可能低。

5.9 输入输出电容选型

输入电容：推荐使用4.7μF陶瓷电容（如GRM31CR71H475KA12L），额定电压≥50V，RMS电流需满足最恶劣条件（VIN=2VOUT时，IRMS=IOUT/2）。建议并联0.1μF高频滤波电容。

输出电容：推荐使用22μF×2陶瓷电容（如GRM31CR71A226KE15L），有效容值需满足稳定性要求，输出纹波电压估算：

5.10 前馈电容（CFF）设计

为提升带宽和相位裕度，可在R1上并联前馈电容（CFF）。CFF的计算方法为：CFF = 1/(2π × fC_ORIGINAL) × √((R1+R2)/(R1×R1×R2))，其中fC_ORIGINAL为无CFF时的穿越频率，建议不超过80kHz。CFF可改善瞬态响应，但需实际测量验证。

6. PCB布局建议

对于CXSD61330，良好的PCB布局对性能和EMI至关重要，建议遵循以下原则：

• 四层或六层PCB：推荐大面积地平面以改善热性能和屏蔽。
• 输入电容就近放置：4.7μF输入陶瓷电容尽可能靠近VIN和GND引脚。
• VCC去耦电容靠近VCC引脚：1μF电容紧靠VCC和GND。
• 自举电容靠近BOOT/SW：0.1μF电容和10Ω电阻紧靠BOOT和SW引脚。
• SW走线短而宽：SW节点连接电感，走线应短而宽，敏感元件远离该走线。
• 反馈网络靠近芯片：FB分压电阻靠近IC放置（5mm以内），反馈走线远离SW和电感。
• 裸露焊盘散热：Exposed Pad必须焊接至大面积地铜，并通过多个过孔连接内层地平面，以降低热阻。
• PG上拉电阻：上拉电阻靠近PG引脚，走线远离噪声源。
• 主功率回路小环路：VIN → 高侧MOSFET → SW → 电感 → COUT → GND 的回路应尽量小。

7. 热设计考虑

CXSD61330 的最大功耗取决于封装热阻和PCB布局。SOP-8（Exposed Pad）在EVB上的θJA为26.07°C/W（四层板，2oz外层铜）。在TA=25°C时，最大功耗为：

实际应用中需确保结温不超过150°C（推荐125°C以下），建议在PCB上为裸露焊盘提供足够的铜箔面积和过孔以改善散热。在12V输入、5V/3A输出、效率90%时，功耗约1.5W，结温约68°C（TA=25°C），满足要求。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61330 采用 SOP-8（Exposed Pad） 封装，无铅、RoHS合规。提供PSM和FPWM两种轻载模式选项，可根据应用需求选择对应型号（如CXSD61330GSP-QA对应PSM，CXSD61330BGSP-QA对应FPWM）。嘉泰姆电子提供工程样品、评估板、参考设计及FAE技术支持。