CXAC85283D 集成VCC电容 650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片 | 12V/300mA辅助电源 - 嘉泰姆电子

CXAC85283D 集成VCC电容 650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片 | 12V/300mA辅助电源 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85283D
产品类型:AC-DC转换
产品系列:非隔离电源
产品状态:量产
浏览次数:41 次
加入收藏

产品简介

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85283D 是一款高度集成的开关电源驱动芯片,适用于全电压范围 85~265VAC 输入的 Buck、Buck-Boost 等非隔离变换器拓扑。芯片内部集成了 650V 高压 MOSFET、高压启动和自供电电路、电流采样电路以及输出电压采样电阻,采用先进的多模式控制技术,无需外部VCC电容和环路补偿即可实现优异的恒压输出特性,极大减少了外围器件数量。该芯片固定输出 12V,持续输出电流 300mA,峰值可达 350mA。内置软启动、输出短路保护、过载保护、过压保护、反馈开路保护及过温保护等完善功能。采用 SOP-8 封装,体积小巧,非常适合小家电辅助电源、电机驱动辅助电源、IoT/智能家居及智能照明等非隔离应用场景。

技术参数

输入电压范围 (VIN)85~265V
输出电压 (VOUT)12V
输出电流 (IOUT)300mA
工作频率2000kHz
转换效率95%
封装类型SOP-8
Solution typeBUCK/BUCK-BOOST
Max power300mA
ProtectionOVP/OCP/短路保护
Application小家电辅助电源、IOT、智能家居、智能照明、替换阻容降压电路
Mos管内置
精度±3%
功耗50mW
Topology type非隔离电源
MODE FlybackPWM
Operating temp-40℃~85℃
Features内置续流二极管,VCC电容不需要
Pf value>0.9
MOSFET BV(V)650

产品详细介绍

CXAC85283D 集成VCC电容 650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片
内置VCC电容 · 无需环路补偿 · 固定12V输出 · SOP-8封装

更新时间:2026年4月 | 产品型号:CXAC85283D | 嘉泰姆电子 (JTM-IC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85283D 是一款高度集成的开关电源驱动芯片,适用于全电压范围 85~265VAC 输入的 Buck、Buck-Boost 等非隔离变换器拓扑。芯片内部集成了 650V 高压 MOSFET、高压启动和自供电电路、电流采样电路以及输出电压采样电阻,采用先进的多模式控制技术,无需外部VCC电容和环路补偿即可实现优异的恒压输出特性,极大减少了外围器件数量。该芯片固定输出 12V,持续输出电流 300mA,峰值可达 350mA。内置软启动、输出短路保护、过载保护、过压保护、反馈开路保护及过温保护等完善功能。采用 SOP-8 封装,体积小巧,非常适合小家电辅助电源、电机驱动辅助电源、IoT/智能家居及智能照明等非隔离应用场景。

输出规格: 固定 12V 输出,持续输出电流 300mA,峰值输出电流 350mA(半封闭 75℃ 环境测试)。全电压范围内待机功耗极低,满足六级能效标准。

1. 产品概述与核心优势

CXAC85283D 是一款专为 12V 非隔离辅助电源设计的超简洁方案。它最大的创新在于将 VCC 电容完整集成在芯片内部,同时内置了输出电压采样电阻网络。对工程师而言,这意味着彻底告别 VCC 电容选型的烦恼——不用再纠结 MLCC 直流偏压下的容量衰减、不用再计算启动时序、也不用担心这颗电容在雷击浪涌中的过冲风险。外部仅需电感、续流二极管、输出电容和一颗反馈二极管即可完成整个电源设计。内部集成 650V 高压 MOSFET(导通电阻 11~15Ω),支持 Buck 和 Buck-Boost 两种拓扑。多模式控制使开关频率在 0.5kHz 至 45kHz 间自适应,满载时 PFM 运行,轻载自动降频至 0.5kHz,有效降低待机功耗并消除音频噪声。丰富的保护功能涵盖输出短路、过载、过压及反馈开路,配合 0.5s 自动重启和 145℃ 迟滞过温保护,系统可靠性极高。

2. 主要特点与技术亮点

  • 内部集成 VCC 电容,无需任何外部 VCC 电容
  • 内部集成 650V 高压 MOSFET,导通电阻典型值 11~15Ω
  • 集成高压启动与自供电电路,无需辅助绕组或启动电阻
  • 固定 12V 输出,内部集成采样电阻,无需外部反馈分压电阻
  • 多模式控制(PWM/PFM):满载 45kHz PFM,中载 22kHz PWM,轻载降频至 0.5kHz
  • 内置软启动,限流阶梯上升(50% → 75% → 100%)
  • 输出短路保护(SCP):FB 电压低于 2.3V 持续 256 周期触发
  • 输出过载保护(OLP):FB 电压低于 6.4V 持续 1024 周期触发
  • 输出过压保护(OVP):FB 电压高于 15.5V 持续 3 周期触发
  • 反馈开路保护:FB 悬空或短路到地均可触发保护
  • 自动重启:保护后间隔 0.5s 自动恢复
  • 迟滞过温保护(OTP):145℃ 关断,40℃ 迟滞
  • SOP-8 封装,体积紧凑,适合自动化贴片

3. 引脚封装与说明

CXAC85283D 采用 SOP-8 封装,引脚定义如下:

管脚号 管脚名称 描述
1、2 GND 芯片地,内置 MOSFET 源极
3、5、6 NC 无连接,悬空
4 FB 输出电压反馈端,通过反馈二极管连接至输出端,芯片内部集成采样电阻和 VCC 电容
7、8 SW 内置 MOSFET 漏极,接输入直流母线,同时向芯片内部提供自供电电流
CXAC85283D 引脚封装图
图1. CXAC85283D 引脚封装图 (SOP-8)

[ 封装外形示意图 ] 详细尺寸请参见数据手册机械图部分。
详细尺寸请参见数据手册机械图部分

4. 内部结构框图

CXAC85283D 内部功能框图
图2. CXAC85283D 内部功能框图

[ 内部功能模块 ] 包含高压自供电电路、650V MOSFET、电流采样、输出电压采样电阻、PWM/PFM 多模式控制器、保护逻辑电路等。

5. 极限参数与电气特性

设计时需确保不超过极限参数,以保证芯片长期可靠性。工作结温范围 -40℃ ~ 150℃。

极限参数表

符号 参数 范围 单位
VSW 内部高压 MOSFET 漏源电压 -0.3 ~ 650 V
VFB FB 引脚电压 -0.3 ~ 30 V
PDMAX 最大功耗 0.97 W
θJA 结到环境热阻 129 ℃/W
TJ 工作结温范围 -40 ~ 150
TSTG 储存温度范围 -55 ~ 150

关键电气参数 (Ta=25℃)

符号 描述 条件 最小值 典型值 最大值 单位
自供电
VDS_SUP 最小漏极启动电压 - - 40 - V
ICC 芯片工作电流 VSW=40V - 100 - μA
IQ 芯片静态电流 VSW=11V 80 - 110 μA
输出电压反馈与保护
VFB FB 引脚调制电压 - 12.15 12.45 12.75 V
VFB_OLP 过载保护 FB 电压 - - 6.4 - V
tOLP 过载屏蔽时间 - - 1024 - Cycles
VFB_SC 短路保护 FB 电压 - - 2.3 - V
tSC 短路屏蔽时间 - - 256 - Cycles
VFB_OVP 过压保护 FB 电压 - - 15.5 - V
tAR_OFF 自动重启间隔 - - 0.5 - s
振荡器与电流采样
fs_MAX 最大开关频率 - 40 45 50 kHz
fs_MIN 最小开关频率 - - 0.5 - kHz
tON_MAX 最大开通时间 - - 8 - μs
ILIMIT_MAX 最大电流限值 - 540 600 660 mA
ILIMIT_MIN 最低电流限值 - - 180 - mA
tLEB 前沿消隐时间 - - 240 - ns
内部高压 MOSFET
RDS_ON 导通电阻 IDS=50mA 11 - 15 Ω
BVDSS 功率管击穿电压 - 650 - - V
过温保护
TOTP 过温保护阈值 - - 145 -
THYST 过温保护迟滞 - - 40 -

6. 工作原理与多模式控制

高压启动与自供电

CXAC85283D 集成高压启动与自供电电路,无需外部 VCC 电容。系统上电后,母线电压上升,当内部检测到母线电压达到最小漏极启动电压 40V 时,内部高压启动电路通过 SW 引脚对内置 VCC 电容充电。当 VCC 电压达到芯片启动阈值约 11V 时,芯片开始工作。正常工作时,在 MOSFET 关断期间自供电电路通过 SW 端对内置 VCC 电容持续供电。当 VCC 电压降低到欠压保护阈值约 5V 时,芯片关断内部 MOSFET,等待重新启动。

软启动

芯片内置软启动功能。起始限流值为最大限流值的 50%,32 个开关周期后增加到 75%,再持续 32 个开关周期后结束软启动,限流值变为最大值 600mA。此方式可有效避免启动时电感电流进入深度连续模式导致续流二极管反向恢复电流过大,降低 MOSFET 电流应力。由保护电路触发产生的重启也会经历一次完整的软启动过程。

输出电压采样

CXAC85283D 通过 FB 引脚采样输出电压。经过反馈二极管到达 FB 引脚后,FB 电压经内部电阻分压与内部基准电压比较,实现恒压控制。输出电压采样仅在续流状态 3μs 时进行,电感设计时需保证续流时间大于 7μs,以确保正确采样。

多模式控制

CXAC85283D 采用 PWM/PFM 多模式控制技术,能有效降低系统待机功耗并减小轻载音频噪声。重载条件下,芯片工作在 PFM 模式,MOSFET 限流点保持最大值 600mA 不变,开关频率随负载增加而升高,最高为 45kHz。随着负载减小,开关频率降低,达到 22kHz 后芯片进入 PWM 工作模式。PWM 模式下开关频率保持 22kHz 不变,MOSFET 限流点随负载减小而降低,直到最低限流点 180mA。轻载条件下再次进入 PFM 模式,限流点保持 180mA 不变,开关频率随负载减小继续降低,直至空载时降到 0.5kHz。轻载和空载条件下,较小的电感峰值电流在磁芯中产生的磁通密度也相应减小,有效抑制音频噪声。

保护功能

CXAC85283D 通过 FB 引脚检测输出状态:当 FB 电压低于 2.3V 且保持 256 个开关周期,触发短路保护;当 FB 电压低于 6.4V 持续 1024 个周期,触发过载保护;当 FB 电压连续 3 个周期高于 15.5V,触发输出过压保护。将 FB 引脚短路到 GND 或悬空也可触发保护。所有保护触发后芯片停止开关,等待 0.5s 自动重启。过温保护阈值为 145℃,恢复迟滞 40℃,较大的温度迟滞有利于将系统温度控制在较低水平。

7. 典型应用电路与设计实例

下图为 CXAC85283D 典型 Buck 应用电路。输入端包含保险丝、压敏电阻、X 电容、整流桥和 π 型滤波器。输出电感 L2 为 1mH 工字电感,输出电容 C4 为 220μF/16V 电解电容,D3 为反馈二极管,D4 为续流二极管,R1 为假负载。该方案可在 85~265VAC 输入下提供 12V/300mA 稳定输出。

CXAC85283D 内部功能框图
图3. CXAC85283D 典型 Buck 应用电路

[ 12V/300mA Buck 应用原理图 ] 外围仅需电感、续流二极管、输出电容、反馈二极管及假负载电阻。

8. 设计指导

输出电感计算(Buck 拓扑)

CXAC85283D 可工作于 CCM 和 DCM 模式。当输出电流大于 0.5×ILIMIT_MAX(约 270mA)时,电感需按 CCM 模式设计。以 12V/300mA 应用为例,最大限流值下限 540mA,取开关频率 35kHz:

LMIN = (VOUT + VDiode) × (VIN - VDS - VOUT) / [(VIN - VDS + VDiode) × fS × ΔIL]

其中 ΔIL = 2 × (ILIMIT_MAX - IOUT),VDS = IOUT × RDS(ON)

代入计算得最小电感约 0.91mH,同时需满足空载约束 L ≥ tLEB × (VIN_MAX - VOUT) / ILIMIT_MIN ≈ 0.48mH 以及续流约束 L ≥ VOUT × 7μs / ILIMIT_MIN ≈ 0.47mH。综合考虑后选取 1.0mH 标准电感,1.1 倍裕量后约 1.1mH。

续流二极管选择

续流二极管须使用 trr ≤ 35ns 的超快恢复二极管(如 ES1J),耐压 600V 以上,额定电流为输出电流的 3~4 倍。严禁使用普通快恢复管或慢管,否则反向恢复电流将损坏内部 MOSFET。

输出电容选择

输出纹波主要由电容 ESR 决定。CCM 模式下 ΔVESR = ΔIL × ESR,DCM 模式下 ΔVESR = ILIMIT_MAX × ESR。推荐使用 220μF/16V 低 ESR 电解电容,若负载对纹波敏感,可并联 0.1μF 陶瓷电容。

假负载计算

空载时芯片最低频率 0.5kHz,电感峰值电流约 217mA,平均消耗约 0.96mA。实际选取 10kΩ 假负载电阻,消耗约 1.2mA,留有一定裕量。加上芯片本身静态电流,总空载功耗在数十毫瓦量级。

9. PCB Layout 设计指南

  • FB 走线:FB 应避免铺铜,且远离母线电压、母线地和输出电感等高压或电压动点,以防干扰。走线尽可能短。
  • GND 散热:GND 可铺铜散热,但 GND 为电压动点(相对母线地),铺铜面积应尽量小以减少噪声辐射。同时需远离交流输入端。
  • SW 散热:SW 为 MOSFET 漏极,接输入直流母线,为电压静点,可铺铜散热。SW 与其他引脚走线距离应大于 2mm。
  • 功率环路:尽量减小输入电容、内置 MOSFET、电感、输出电容组成的励磁回路面积,以及电感、输出电容、续流二极管组成的续流回路面积。
  • 电感布局:输出电感可能产生电磁干扰,建议远离 FB 引脚,同时远离交流输入端。
  • 功率走线:功率回路走线应宽而短,以提高系统可靠性。

技术支持:嘉泰姆电子提供 CXAC85283D 完整参考设计、电感选型指南及 PCB 布局文件。如需一对一技术支持,请通过以下方式联系:

邮件:ouamo18@jtm-ic.com  |  致电:13823140578  |  在线技术支持中心

用户评论

共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表