CXSD61337A 12A峰值电流ACOT同步降压转换器
2.85V-6.5V输入 | 可调输出 | 460kHz | 15mΩ/10mΩ MOSFET | AEC-Q100 | WQFN-21

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXSD61337A | 封装：WET-WQFN-21L（4×4mm FC）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXSD61337A 是一款高性能、先进恒定导通时间（ACOT）单片同步降压DC/DC转换器，支持 2.85V至6.5V 的宽输入电压范围，可提供高达 12A 的峰值输出电流。芯片集成低导通电阻功率MOSFET（高侧15mΩ，低侧10mΩ），内置自举二极管，提供超紧凑的解决方案。

CXSD61337A 采用专有的 先进恒定导通时间（ACOT） 控制架构，提供超快速瞬态响应，减少外部元件数量。在稳态下，ACOT在输入电压、负载和输出电压范围内保持近乎恒定的开关频率（460kHz），简化EMI滤波器设计。芯片提供 独立使能控制（EN） 和 功率良好指示（PGOOD），便于时序控制。通过SS引脚外接电容实现 可编程软启动，有效抑制启动浪涌电流。芯片集成全面的保护功能，包括 逐周期电流限制、输出欠压保护（打嗝模式）、输入欠压锁定（UVLO） 和 过温保护（OTP）。CXSD61337A 采用 WET-WQFN-21L（4×4mm FC） 热增强型封装，是汽车信息娱乐、座舱系统、ADAS ECU、互联汽车系统以及高密度DDR内存等应用的理想选择。

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，适用于信息娱乐、座舱系统、ADAS等严苛环境。
• 高效率同步整流：集成超低导通电阻MOSFET（高侧15mΩ，低侧10mΩ），无需外部肖特基二极管，效率极高。
• 宽输入电压范围（2.85V-6.5V）：兼容3.3V和5V电源轨，适用于多种应用场景。
• 可调输出电压（0.6V至VIN）：通过外部电阻分压器灵活设定，反馈参考电压0.6V（典型值）。
• ACOT控制架构：先进恒定导通时间控制，提供超快速瞬态响应，内部补偿简化设计，优化低ESR陶瓷输出电容。
• 460kHz固定开关频率：允许使用小尺寸电感和电容，降低BOM成本和PCB面积。
• 可编程软启动：通过SS引脚外接电容设定软启动时间（10μA充电电流），有效抑制启动浪涌电流。
• 预偏置启动：支持输出预偏置条件下的单调启动，确保系统安全上电。
• 功率良好指示（PGOOD）：开漏输出，监控输出电压状态（正常范围90%-110% VREF），便于系统时序管理。
• 保护功能：
  • 逐周期谷值电流限制：监测低侧MOSFET电流，防止过流损坏。
  • 输出欠压保护（打嗝模式）：VFB低于参考电压50%时触发打嗝保护，自动重启，降低短路功耗。
  • 输入欠压锁定（UVLO）：上升阈值2.8V，下降阈值2.5V，防止低电压误动作。
  • 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。
• 反向电流保护：低侧MOSFET负电流限制（-10A典型值），防止反向电流。
• 输出放电功能：故障或关断时内部50Ω放电开关快速泄放输出电容能量。
• 内部AVCC LDO：为内部电路和栅极驱动供电，无需外部偏置。
• RoHS合规：无铅、无卤素，环保设计。

2. 引脚配置与功能描述

CXSD61337A 采用 WET-WQFN-21L（4×4mm FC） 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（WET-WQFN-21L 4x4 FC）

引脚号	引脚名称	功能描述
1, 8, 9	PGND	功率地，需连接至大面积地平面。
2	EN	使能控制输入，高电平使能，低电平关断。
3	PGOOD	功率良好指示输出，开漏，需外接上拉电阻。
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0.6V（典型值）。
5	SS	软启动电容连接节点，外接电容至GND设定软启动时间。
6	AVCC	内部LDO输出（5V），需用≥4.7μF陶瓷电容去耦，不可驱动外部负载。
7	BOOT	自举引脚，连接0.1μF陶瓷电容至SW。
10, 11, 12, 13, 14	VIN	电源输入，2.85V-6.5V，多个引脚需并联，接输入电容。
15, 16, 17, 18, 19	SW	开关节点，连接功率电感。
20, 21	VIN	电源输入，内部并联，建议外部短接。
22 (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

CXSD61337A 的典型应用电路包含输入电容（10μF×2 + 0.1μF×2）、输出电容（22μF×2）、电感（0.47μH或0.68μH）、反馈电阻、自举电容（0.1μF）、AVCC去耦电容（4.7μF）和可选的软启动电容。反馈网络由两个电阻构成分压器，参考下表推荐的元件值。前馈电容（CFF）可选，用于优化瞬态响应。

图2. 典型应用电路

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 = 0.6V（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。下表提供了常用输出电压的推荐元件值。

VOUT (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	CFF (pF)	L (μH)	COUT (μF)
1.0	13.3	20	—	0.47	88
1.2	20	20	100	0.47	88
1.5	30	20	200	0.47	88
2.5	63.4	20	200	0.68	88
3.3	90	20	470	0.68	88

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	7	V
VSW	SW引脚开关电压	-0.3	7	V
VBOOT	BOOT引脚电压	-0.3	13	V
VBOOT - VSW	自举差分电压	-0.3	6	V
其他引脚	控制/逻辑引脚	-0.3	6	V
PD	功耗 (TA=25°C) WQFN-21	—	2.55	W
θJA	结到环境热阻	—	39.2	°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	2.85	6.5	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	—	2.85 – 6.5	V
反馈参考电压	—	0.6	V
关断电流	EN=0V	30	μA
静态电流	非开关	500	μA
开关频率	—	460	kHz
高侧导通电阻	—	15	mΩ
低侧导通电阻	—	10	mΩ
谷值电流限制	—	—	A
最小导通时间	—	45	ns
最小关断时间	—	100	ns
UVLO 上升阈值	VAVCC 上升	2.625	V
UVLO 下降阈值	VAVCC 下降	2.5	V
EN 逻辑高电平	上升	—	V
EN 逻辑低电平	下降	—	V
LDO输出电压（AVCC）	VIN=6.5V-5V, IAVCC=500μA	5	V
软启动充电电流	—	10	μA
PGOOD 阈值（上升）	VREF百分比	95	%
PGOOD 阈值（下降）	VREF百分比	90	%
热关断阈值	—	175	°C
热关断迟滞	—	15	°C
输出放电电阻	—	50	Ω

5. 工作原理与设计指导

5.1 ACOT控制架构

CXSD61337A 采用专有的 先进恒定导通时间（ACOT） 控制架构。在每个周期开始，高侧MOSFET导通固定时间（由输入/输出电压决定），低侧MOSFET随后导通。输出电压通过FB电阻分压采样，与内部0.6V参考比较。当最小关断时间（100ns典型值）结束且电感电流低于限流阈值时，若FB电压低于参考电压，则触发新的导通时间。对于低ESR陶瓷输出电容，内部斜坡信号叠加到参考电压上以模拟输出纹波，确保稳定工作。ACOT架构提供超快速瞬态响应，负载阶跃时几乎立即触发新的导通时间。

5.2 频率锁定与自适应导通时间

传统COT控制器的导通时间与输入电压成反比、与输出电压成正比，以实现近似的固定频率。但即使输入输出电压固定，固定导通时间意味着在更高负载下频率会增加以补偿MOSFET和电感中的功率损耗。ACOT控制进一步增加了 频率锁定环路，缓慢调整导通时间以补偿功率损耗，同时不影响COT拓扑的快速瞬态行为。

5.3 可编程软启动

SS引脚外接电容，内部10μA电流源充电，产生斜坡参考电压。软启动时间计算公式：

其中 ISS = 10μA，VREF = 0.6V。如果外部软启动斜率慢于内部软启动，输出电压受SS引脚斜率限制。芯片支持预偏置输出启动，软启动斜坡高于FB电压时开始开关。

5.4 功率良好指示（PGOOD）

PGOOD为开漏输出，需外接上拉电阻。当FB电压在目标值的90%-110%范围内时，PGOOD呈高阻抗；当FB低于90%或高于110%时，PGOOD被拉低。软启动期间PGOOD保持低电平，启动完成后激活。PGOOD下降沿具有约10μs的空白延迟，防止瞬态期间误触发。

5.5 保护功能

• 逐周期谷值电流限制：监测低侧MOSFET电流，限制谷值电流，防止过流损坏。
• 反向电流保护：低侧MOSFET电流达到-10A（典型值）时关断同步整流器，限制反向电流。
• 输入欠压锁定（UVLO）：AVCC电压低于2.5V时关断，上升至2.625V时恢复。
• 输出欠压保护（打嗝模式）：VFB低于参考电压50%时触发，关断并自动重试。
• 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。

5.6 电感选型

电感值影响纹波电流，计算公式：

推荐纹波电流为最大输出电流的30%（ΔIL = 0.3 × IMAX）。推荐电感值0.47μH或0.68μH。电感饱和电流应大于峰值限流值，DCR尽可能低。

5.7 输入输出电容选型

输入电容：推荐10μF陶瓷电容×2 + 0.1μF×2，RMS电流在最恶劣条件（VIN=2VOUT）下为IOUT/2。输入电容应靠近VIN引脚，低电感连接至PGND。

输出电容：推荐22μF×2陶瓷电容（有效容值），输出纹波估算：

5.8 前馈电容（CFF）设计

在高占空比应用中，FB网络衰减较大，内部纹波信号幅值增大，可能导致环路响应变慢。在R1上并联前馈电容（CFF）可增加系统阻尼，改善瞬态响应。CFF计算公式：

其中tCO为穿越周期（约300kHz）。加入CFF后需检查负载调整率，若输出电压偏差超规格，应减小CFF值。

6. PCB布局建议

对于CXSD61337A，良好的PCB布局对性能和散热至关重要，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：VIN引脚两侧各放置输入电容，尽可能靠近VIN和PGND引脚。
• AVCC去耦电容靠近AVCC引脚：≥4.7μF电容紧靠AVCC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。
• 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。
• 热过孔：在芯片下方和附近添加多个热过孔，连接至内层和底层地平面，改善散热。

7. 热设计考虑

CXSD61337A 的最大功耗取决于封装热阻和PCB布局。WQFN-21在四层2oz铜板上的θJA为39.2°C/W。在TA=25°C时，最大功耗约为：

在5V输入、1V/12A输出、效率81%时，功耗约2.51W，结温约123°C（TA=25°C），接近推荐极限。实际应用中需确保结温不超过125°C，建议优化PCB散热或降低输出电流。表3显示了不同PCB层数和铜厚下的模拟热阻，设计时应参考。

8. 订购信息与技术支持

CXSD61337A 采用 WET-WQFN-21L（4×4mm FC） 封装，无铅、RoHS合规。嘉泰姆电子提供工程样品、评估板、参考设计及FAE技术支持。