CXAC85288D 集成650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片 | 18V/7.2W辅助电源方案 - 嘉泰姆电子

CXAC85288D 集成650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片 | 18V/7.2W辅助电源方案 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85288D
产品类型:AC-DC转换
产品系列:非隔离电源
产品状态:量产
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产品简介

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85288D 是一款高性能、高集成度、低待机功耗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、电流采样电路以及电压反馈电路,采用先进的多模式控制技术,无需环路补偿即可实现优异的恒压输出特性,固定输出 18V,极大地减少了外围器件数量,节省了系统成本和体积。该芯片采用 PWM/PFM 多模式控制,自适应开关频率最高 48kHz,待机功耗极低,具备输出过压保护、输出过载保护、逐周期限流及迟滞过温保护等完整功能。采用 SOP-8 封装,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)18V
输出电流 (IOUT)400mA
工作频率2000kHz
转换效率95%
封装类型SOP-8
Solution typeBUCK/BUCK-BOOST
Max power400mA
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100mW
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

CXAC85288D 集成650V高压MOSFET非隔离恒压驱动芯片
高压自供电 · 无需环路补偿 · 固定18V输出 · 最大7.2W · SOP-8封装

更新时间:2026年4月 | 产品型号:CXAC85288D | 嘉泰姆电子 (JTM-IC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85288D 是一款高性能、高集成度、低待机功耗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、电流采样电路以及电压反馈电路,采用先进的多模式控制技术,无需环路补偿即可实现优异的恒压输出特性,固定输出 18V,极大地减少了外围器件数量,节省了系统成本和体积。该芯片采用 PWM/PFM 多模式控制,自适应开关频率最高 48kHz,待机功耗极低,具备输出过压保护、输出过载保护、逐周期限流及迟滞过温保护等完整功能。采用 SOP-8 封装,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。

输出功率能力: 全电压输入(85~265VAC)下,最大输出功率可达 7.2W (18V/400mA)。测试条件:非隔离 Buck 或 Buck-Boost 电路应用,充分散热。

1. 产品概述与核心优势

CXAC85288D 是一款专为 18V 非隔离辅助电源设计的高度集成恒压驱动芯片。其内部集成了 650V 高压 MOSFET(导通电阻典型值 5.4~6.5Ω)、高压启动及自供电电路、电流采样电路及输出电压反馈电路。用户无需设计复杂的环路补偿网络,也无需外接采样电阻,仅需极少量外围元件即可构建完整的恒压电源。芯片采用 FB 引脚同时完成输出电压检测和芯片内部供电,精简了引脚数量。支持 Buck 和 Buck-Boost 两种常用拓扑,多模式控制(PWM/PFM)使开关频率在 1kHz 至 48kHz 之间自适应,满载时混合模式运行以获得最大输出能力,轻载时自动降频至 1kHz,有效降低待机功耗。内置软启动、输出过压/过载保护及 145℃ 过温保护,系统安全可靠。SOP-8 封装体积小巧,非常适合于对成本敏感、空间受限的辅助电源设计。

2. 主要特点与技术亮点

  • 内部集成 650V 高压 MOSFET,导通电阻典型值 5.4~6.5Ω
  • 集成高压启动与自供电电路,无需辅助绕组供电
  • 内部集成输出电压采样电路,固定 18V 输出,无需外部反馈电阻
  • 多模式控制(PWM/PFM),自适应开关频率最高 48kHz,轻载低至 1kHz
  • 内置软启动功能,限流点分三阶段逐步增加(50% → 75% → 100%)
  • 内部集成电流采样电路,无需外部采样电阻
  • 输出过载保护(OLP):FB 电压低于 12.8V 持续 2048 个周期触发保护
  • 输出过压保护(OVP):FB 电压高于 20.6V 持续 4 个周期触发保护
  • 自动重启功能:故障消除后自动恢复,重启间隔 500ms
  • 迟滞过温保护(OTP):145℃ 关断,40℃ 迟滞
  • SOP-8 封装,体积紧凑,成本低廉

3. 引脚封装与说明

CXAC85288D 采用 SOP-8 封装,引脚定义如下:

管脚号 管脚名称 描述
1 FB 输出电压反馈引脚,同时向芯片内部提供供电电流。外接 2.2~10μF 电容到 GND
2 GND 芯片地,内部 MOSFET 源极
3、4 NC 无连接,悬空
5、6、7、8 DRAIN 内部高压 MOSFET 漏极,连接输入母线。此引脚也向芯片内部提供自供电电流
CXAC85288D 引脚封装图
图1. CXAC85288D 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. 典型应用电路

CXAC85288D 典型 Buck 应用电路
图2. CXAC85288D 典型 Buck 应用电路

电路组成:输入整流滤波 → 芯片 DRAIN 引脚连接输入母线 → 电感串联在 DRAIN 与输出端 → GND 引脚连接续流二极管阳极 → 输出电容滤波 → FB 引脚连接至输出端,外接 2.2~10μF 电容到 GND。反馈二极管(如 ES1J)串联在输出端与 FB 引脚之间。整个方案外围元件极少,无需光耦、补偿网络或反馈分压电阻。

5. 内部结构框图

CXAC85288D 内部功能框图
图3. CXAC85288D 内部功能框图

[ 内部功能模块 ] 包含高压自供电电路、650V MOSFET、电流采样电路、电压反馈及多模式控制器、保护逻辑电路等。

6. 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
VDRAIN 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 0.86 W
θJA 结到环境热阻 145 ℃/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
VCC_ON 启动阈值电压 FB 电压上升 8.5 11.5 15 V
VCC_UVLO 欠压保护阈值 FB 电压下降 - 5 - V
ICC 芯片工作电流 VFB=19V 350 - 450 μA
输出电压反馈与保护
VFB_REF FB 引脚调制电压 - 17.74 18.29 18.84 V
VFB_OLP 输出过载保护阈值 - - 12.8 - V
tOLP 过载屏蔽时间 - - 2048 - Cycles
VFB_OVP 输出过压保护阈值 - - 20.6 - V
tOVP 过压屏蔽时间 - - 4 - Cycles
tAR_OFF 自动重启停止时间 - - 500 - ms
振荡器与电流采样
fs_MAX 最大开关频率 - 43 48 53 kHz
fs_MIN 最小开关频率 - 0.6 1 1.4 kHz
tON_MAX 最大开通时间 - - 8 - μs
ILIMIT_MAX 最大电流限值 - 990 1100 1210 mA
ILIMIT_MIN 最小电流限值 - - 200 - mA
tLEB 前沿消隐时间 - - 400 - ns
内部高压 MOSFET
RDS_ON 导通电阻 ID=0.4A 5.4 - 6.5 Ω
BVDSS 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 -

7. 工作原理与多模式控制

高压启动与自供电

CXAC85288D 集成高压启动电路。系统上电后,当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 DRAIN 引脚对 FB 外部电容充电。当 FB 电压达到启动阈值 11.5V 时,芯片开始工作。启动延迟时间为 tSTART = CFB × (11.5V - VFB_INT) / ICH。正常工作时,MOSFET 关断期间自供电电路通过 DRAIN 端继续对 FB 电容充电并稳压至 18.3V 左右。当 FB 电压降至约 5V 时触发欠压保护,芯片停止工作并重新启动。FB 电容建议使用 2.2~10μF 陶瓷电容,并就近并联 0.1μF 小电容以滤除高频噪声。

高压启动与 FB 欠压保护时序图
图4. 高压启动与 FB 欠压保护时序图

[ 启动时序波形 ] 展示 FB 电压充电、芯片启动、稳态自供电及 UVLO 自动重启过程。

软启动

芯片内置软启动功能,限流值分三个阶段逐步增加:起始为最大限流值的 50%,32 个开关周期后升至 75%,再经 32 个周期后升至 100%。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。每次保护触发后的重启均经历一次完整软启动过程。

软启动过程示意图
图5. 软启动过程示意图

[ 软启动限流值阶梯上升波形 ] 50% → 75% → 100% 限流值,共 64 个开关周期完成软启动。

多模式控制

CXAC85288D 采用 PWM/PFM 多模式控制。重载时工作在 PFM 与 PWM 混合模式,限流点和频率随负载增加而升高,最高可达 1100mA 和 48kHz;负载减轻,频率降至约 22kHz 后进入 PWM 模式,频率保持 22kHz 不变,限流点随负载减小而降低;极轻载时进入 PFM 模式,限流点保持 200mA 不变,频率进一步下降,空载时最低频率仅 1kHz,有效抑制音频噪声并降低待机功耗。

控制模式示意图
图6. 控制模式示意图

[ 频率和限流值随负载变化曲线 ] 重载混合模式 → 22kHz PWM 模式 → 轻载 PFM 降频模式。

保护功能

芯片通过 FB 引脚实现输出过载保护和输出过压保护。正常工作时,若 FB 电压低于 12.8V 并持续 2048 个周期,触发过载保护;若 FB 电压高于 20.6V 持续 4 个周期,触发输出过压保护。保护触发后芯片停止开关,经 500ms 自动重启延时后重新启动。过温保护阈值为 145℃,恢复迟滞 40℃,可有效控制系统温度。

过载保护、输出过压保护工作模式
图7. 过载保护、输出过压保护工作模式

[ 保护时序图 ] 展示 OLP 和 OVP 触发及自动重启过程。

8. 设计指导:Buck 拓扑电感与关键器件选型

CXAC85288D 适用于 Buck 和 Buck-Boost 拓扑。以 Buck 拓扑为例,电感选型需根据输出电流和开关频率计算。

CCM 模式下最小电感计算

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

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

DCM 模式下最小电感计算

LMIN = 2 × IOUT × (VOUT + VDiode) × (VIN - VDS - VOUT) / [(VIN - VDS + VDiode) × fS × ILIMIT_MAX²]

其中 VDS = ½ × ILIMIT_MAX × RDS(ON)

CCM 模式下的电感电流
图8. CCM 模式下的电感电流

[ 电感电流波形示意图 ] 标示 ΔIL 与 ILIMIT_MAX、IOUT 的关系。
 DCM 模式下的电感电流
图9. DCM 模式下的电感电流

[ 电感电流波形示意图 ] 标示开通时间、关断时间及峰值电流。

空载时电感量还需满足 L ≥ tLEB × (VIN_MAX - VOUT) / ILIMIT_MIN,以避免电流失控。

续流二极管选择

续流二极管建议使用 trr ≤ 35ns 的超快恢复二极管(如 ES2J),耐压 600V 以上,额定电流取输出电流的 3~4 倍。

输出电容选择

输出纹波主要由电容 ESR 决定。建议选用低 ESR 电解电容或固态电容,容量根据纹波要求选取,通常 220~470μF 可满足大多数应用。

反馈二极管选择

反馈二极管建议使用 600V 以上超快恢复二极管(如 ES1J),用于在 MOSFET 关断期间对 FB 电容充电,导通期间阻止电流倒灌。

9. PCB Layout 设计指南

  • FB 电容布局:FB 电容必须紧靠芯片 FB 和 GND 引脚放置,建议使用 X7R 陶瓷电容。
  • 功率环路:输入母线电容、芯片 DRAIN、GND、续流二极管构成的回路面积应最小化。续流二极管、输出电感、输出电容构成的回路也需最小化。
  • 散热设计:GND 引脚为动点,铺铜面积不宜过大以降低 EMI;DRAIN 为电压静点,可铺铜辅助散热。DRAIN 与其它引脚间距需大于 2mm。
  • 反馈二极管布局:反馈二极管应尽量靠近芯片,以减小高频动点面积。
  • EMI 优化:芯片及动点应远离交流输入端,输入电解电容可置于芯片与交流输入之间。工字形电感为开放磁路,需远离 FB 引脚。
  • 空载电感电流控制:若空载输出电压偏高,可适当增加假负载(1~3mA)稳定输出。

技术支持:嘉泰姆电子提供 CXAC85288D 完整参考设计(18V Buck/Buck-Boost 方案)、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

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