CXSD61334B 1A/36V同步降压转换器 | AEC-Q100 | 展频 | PGOOD | WDFN-10SL - 嘉泰姆电子

CXSD61334B 1A/36V同步降压转换器 | AEC-Q100 | 展频 | PGOOD | WDFN-10SL - 嘉泰姆电子

产品型号:CXSD61334B-QA
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:开关稳压器降压 (Buck) 转换器
产品状态:量产
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产品简介

CXSD61334B 是一款1A、高效率同步降压DC/DC转换器,输入3V-36V(4V-36V正常工作),输出可调0.8V至VIN或固定5V,采用峰值电流模式控制,开关频率2.1MHz,集成200mΩ/160mΩ MOSFET,内置展频、PGOOD、频率折返、UVLO/OCP/UVP/OTP保护,AEC-Q100 Grade 1,采用WDFN-10SL 3x3封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)3V~36V
输出电压 (VOUT)0.8V~36V
输出电流 (IOUT)1A
工作频率2100kHz
转换效率95%
封装类型WDFN3x3-10S
Topology开关稳压器降压 (Buck) 转换器
Control methodFixed;Resistor
Switching frequency300kHz~2000kHz
Protection过流/过压/过温
Features100% Duty Cycle;AEC-Q100;Current Mode Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;Force PWM;OCP;OTP;Power Good;UVP
Application开关稳压器
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Ext SyncNo
Ron HS (typ) (mOhm)200
Ron LS (typ) (mOhm)160
Iq (typ) (mA)1.1
InterfaceI2C
Current Limit (typ) (A)1.6
Number of Outputs1

产品详细介绍

CXSD61334B 1A/36V同步降压转换器 | AEC-Q100 | 展频 | PGOOD | WDFN-10SL - 嘉泰姆电子

CXSD61334B 1A/36V同步降压转换器
3V-36V输入 | 0.8V至VIN可调/固定5V | 2.1MHz | 展频 | PGOOD | WDFN-10SL

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年8月 | 型号:CXSD61334B | 封装:WDFN-10SL(3×3mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXSD61334B 是一款1A、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 3V至36V(软启动完成后,可承受42V负载突降),输出电压可调范围为 0.8V至VIN,也可提供 固定5V输出 选项。芯片集成低导通电阻功率MOSFET(高侧200mΩ,低侧160mΩ),采用峰值电流模式控制,外部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。

CXSD61334B的 固定开关频率为2.1MHz(±10%),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(+6%扩频)有效改善EMI性能。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(打嗝模式)、过流保护(高侧/低侧)和过温保护(OTP)。逐周期电流限制提供针对输出短路的保护,内部软启动(2ms)消除启动时的输入浪涌电流。CXSD61334B还集成了 功率良好指示(PGOOD) 开漏输出,便于系统时序监控。芯片采用 WDFN-10SL(3×3mm) 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负载点(POL)调节等应用的理想选择。

核心优势: 3V-36V宽输入(可承受42V) | 1A输出电流 | 可调/固定5V输出 | 2.1MHz固定频率 | AEC-Q100 Grade 1 | 峰值电流模式 | 集成200mΩ/160mΩ MOSFET | 展频EMI抑制 | PGOOD指示 | 频率折返保护 | WDFN-10SL 3x3封装。

1. 主要特点与技术亮点

AEC-Q100 Grade 1汽车级认证
宽输入电压3V-36V(42V耐受)
可调输出0.8V至VIN
1A输出电流满足负载需求
2.1MHz固定频率小尺寸外围元件
低导通电阻高侧200mΩ,低侧160mΩ
展频调制改善EMI
PGOOD指示系统监控
  • 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200mΩ,低侧160mΩ),无需外部肖特基二极管,效率高。
  • 宽输入电压范围(3V-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。3V支持冷启动要求。
  • 可调输出电压(0.8V至VIN)或固定5V:通过外部电阻分压器灵活设定,或选择固定5V输出选项,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,外部补偿网络灵活配置。
  • 2.1MHz固定开关频率(±10% over temp):允许使用小尺寸电感,降低BOM成本和PCB面积。
  • 内置展频频率调制:在2.1MHz基础上+6%扩频(2.1MHz-2.226MHz),有效降低峰值辐射,改善EMC性能。
  • 频率折返功能:在过载或短路条件下,开关频率根据FB电压自动折返(分频1/4/8),为电感电流提供更多下降时间,保护器件。
  • 内部软启动(2ms):抑制启动浪涌电流,支持预偏置输出启动。
  • 功率良好指示(PGOOD):开漏输出,监控输出电压状态(正常范围85%-120% VREF),便于系统时序管理。
  • 保护功能
    • 逐周期过流保护:高侧峰值电流限制(典型1.6A)和低侧源/吸电流限制(源1.35A/吸0.8A),防止过流损坏。
    • 输入欠压锁定(UVLO):上升3.8V,下降2.9V,迟滞900mV。
    • 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175°C时停止开关,温度下降15°C后自动恢复。
    • 邻脚短路保护:内部熔丝在BOOT-VIN短路时熔断,防止火灾。
  • 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,不驱动外部负载)。
  • 使能控制(EN):高电平使能,支持外部时序控制。
  • 最大占空比接近100%:支持低压差运行,适用于输入电压接近输出电压的场景。
  • RoHS合规:无铅、无卤素,环保设计。

2. 引脚配置与功能描述

CXSD61334B 采用 WDFN-10SL(3×3mm) 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
引脚封装图(WDFN-10SL 3x3)

引脚号引脚名称功能描述
1VIN电源输入,3V-36V(软启动后),需用2.2μF和0.1μF电容去耦。
2BOOT自举引脚,连接0.1μF陶瓷电容至SW。
3SW开关节点,连接功率电感。
4PGND功率地,连接输入/输出电容负极。
5COMP补偿节点,外接RC网络稳定环路。
6FB/VS反馈/输出电压检测。可通过电阻分压器设定输出电压(FB),或选择固定5V输出(VS)。
7EN使能控制输入,高电平使能。
8VCC内部5V线性稳压器输出,需用1μF X7R电容去耦,可用作PGOOD上拉。
9PGOOD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。
10AGND模拟地。
11 (Exposed Pad)PAD裸露焊盘,内部未连接,必须焊接至大面积GND平面以散热。

3. 典型应用电路

CXSD61334B 的典型应用电路包含输入电容(2.2μF)、输出电容(10μF×2)、电感(3.3μH-10μH)、反馈电阻(可调版本)、补偿网络、自举电容和VCC去耦电容。固定5V版本无需反馈电阻。

典型应用电路
图2. 典型应用电路(可调输出电压)

3.1 输出电压设定

输出电压通过外部电阻分压器设定(FB引脚),公式如下:

VOUT = VREF × (1 + R1 / R2)

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)。固定5V输出版本无需R1/R2。

VOUT (V)R1 (kΩ)R2 (kΩ)L (μH)COUT (μF)
1.219.639.24.710 × 2
3.3122.539.23.310 × 2
5.0(可调)205.839.24.710 × 2
1256039.21010 × 2

4. 极限参数与电气特性

绝对最大额定值 (Absolute Maximum Ratings)
符号参数最小值最大值单位
VIN电源输入电压-0.342V
VSWSW引脚开关电压-0.342V
VBOOT - VSW自举差分电压-0.36V
EN, PGOODEN/PGOOD引脚电压-0.342V
其他引脚其他控制引脚-0.36V
TJ结温150°C
TSTG存储温度-65150°C
ESD (HBM)人体模型2kV
推荐工作条件
参数最小值最大值单位
输入电压 VIN(正常工作)436V
输入电压 VIN(软启动后)336V
输出电压 VOUT0.8VIN*V
结温 TJ-40150°C
环境温度 TA-40125°C
关键电气特性 (VIN = 12V, TJ = -40°C 至 125°C, 典型值)
参数测试条件典型值单位
输入电压范围3 – 36V
反馈参考电压 (25°C)0.8V
反馈参考电压 (-40°C~125°C)0.8 ±1.5%V
关断电流EN=0V1.2μA
静态电流VEN=2V, 非开关1.1mA
高侧导通电阻200
低侧导通电阻160
高侧峰值电流限制1.6A
低侧源电流限制1.35A
低侧吸电流限制0.8A
最小导通时间60ns
最小关断时间65ns
UVLO 上升阈值VIN 上升3.8V
UVLO 迟滞900mV
EN 逻辑高电平上升1.45V
EN 逻辑低电平下降1.25V
开关频率2.1MHz
软启动时间2ms

5. 工作原理与设计指导

5.1 峰值电流模式控制

CXSD61334B 采用 峰值电流模式PWM控制。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。输出通过FB电阻分压采样,与内部0.8V参考比较产生COMP信号。外部补偿网络(COMP引脚)允许灵活设置穿越频率和相位裕度。

5.2 展频调制

内置展频频率调制在软启动完成后自动激活,在2.1MHz基础上+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,且不落入AM频段(<1.8MHz)。

5.3 频率折返功能

在过载或短路条件下,芯片监测FB电压。当FB电压从0.8V降至0V时,开关频率自动折返为标称频率的1/4或1/8,增加开关周期时间,为电感电流提供更长的下降时间,防止电流失控,保护器件。频率折返在启动和故障期间均有效。

5.4 内部软启动

内部软启动电路在EN拉高后激活,VCC先建立,0.8ms后输出电压开始上升,典型软启动时间为2ms(FB从0V升至0.8V),抑制浪涌电流。

5.5 功率良好指示(PGOOD)

PGOOD为开漏输出,需外接上拉电阻。当VFB在参考电压的85%~120%范围内时,PGOOD呈高阻抗;当VFB低于85%或高于120%时,PGOOD被拉低。软启动期间PGOOD保持低电平,启动完成后激活。

5.6 保护功能

  • 逐周期高侧峰值电流限制(典型1.6A):超过阈值立即关断高侧。
  • 低侧源/吸电流限制:源电流限制1.35A(典型),吸电流限制0.8A(典型)。
  • 输入欠压锁定(UVLO):上升3.8V,下降2.9V,迟滞900mV。
  • 输出欠压保护(打嗝模式):VFB低于50%参考时触发,关断并自动重试。
  • 过温保护(OTP):结温超过175°C时关断,温度下降15°C后恢复。
  • 邻脚短路保护:内部熔丝在BOOT-VIN短路时熔断。

5.7 电感选型

电感值影响纹波电流,计算公式:

L = [VOUT × (VIN - VOUT)] / (VIN × fSW × ΔIL)

推荐纹波电流为最大输出电流的10%-50%。推荐电感值3.3μH-10μH。电感饱和电流应大于峰值限流值,DCR尽可能低。

5.8 输入输出电容选型

输入电容:推荐2.2μF陶瓷电容(X7R),额定电压≥50V,并并联0.1μF高频滤波电容。RMS电流在最恶劣条件(VIN=2VOUT)下为IOUT/2。

输出电容:推荐10μF×2陶瓷电容,有效容值需满足稳定性要求,输出纹波估算:

ΔVOUT = ΔIL × [ESR + 1/(8 × fSW × COUT)]

5.9 补偿网络设计

COMP引脚外接RC网络(RCOMP、CCOMP、可选的CCOMP2)。穿越频率建议为fSW的5%-10%,但不超过90kHz。计算公式可参考数据手册。

6. PCB布局建议

对于CXSD61334B,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:2.2μF输入陶瓷电容尽可能靠近VIN和PGND引脚。
  • VCC去耦电容靠近VCC引脚:1μF电容紧靠VCC和PGND。
  • 自举电容靠近BOOT/SW:0.1μF电容紧靠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。
  • 补偿元件靠近COMP引脚:RCOMP、CCOMP靠近IC放置。
  • PGOOD走线:上拉电阻靠近PGOOD引脚,走线远离噪声源。
  • 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。
  • 主功率回路小环路:VIN → 高侧MOSFET → SW → 电感 → COUT → PGND 的回路应尽量小。

7. 热设计考虑

CXSD61334B 的最大功耗取决于封装热阻和PCB布局。WDFN-10SL在EVB上的θJA为41.9°C/W(四层板,1oz铜)。在TA=25°C时,最大功耗约为:

PD(MAX) = (150°C - 25°C) / 41.9°C/W ≈ 2.98W

实际应用中需确保结温不超过150°C,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/1A输出、效率88.6%时,功耗约0.56W,结温约53°C(TA=25°C),裕量充足。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61334B 采用 WDFN-10SL(3×3mm) 封装,无铅、RoHS合规。提供可调输出电压和固定5V输出选项。嘉泰姆电子提供工程样品、评估板、参考设计及FAE技术支持。

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