CXAC85292D 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15V输出 · 6W~10.5W Buck/Buck-Boost方案
更新时间:2026年4月 | 产品型号:CXAC85292D | 嘉泰姆电子 (JTM-IC)
嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85292D 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,无需外部环路补偿即可实现优异的恒压输出特性,极大地减少了外围器件数量,节省了系统成本和体积,同时提高了系统可靠性。该芯片固定输出 15V,采用多模式控制(PWM/PFM)有效降低待机功耗并改善动态性能,最高开关频率 48kHz,具备输出过压保护、输出过载保护、逐周期限流以及过温保护等完整保护功能。采用 SOP-8 封装,非常适合家电辅助电源、电机驱动辅助电源、IoT/智能家居以及智能照明等非隔离应用场景。
1. 产品概述与核心优势
CXAC85292D 是一款专为非隔离恒压输出应用设计的高集成度电源芯片。与传统需要光耦反馈和环路补偿的隔离方案不同,该芯片通过内部集成的电压反馈电路和自供电电路,只需极少的外围元件即可实现稳定的 15V 恒压输出。芯片内部集成 650V 高压 MOSFET(导通电阻典型值 5.4Ω),支持 Buck 和 Buck-Boost 两种拓扑结构,使设计更加灵活多样。自适应开关频率最高可达 48kHz,重载时工作在 PWM/PFM 混合模式,轻载时切换至低频率 PWM 模式,空载时进入 PFM 降频模式,最低频率仅 1kHz,以此实现极低的待机功耗。内置软启动功能、前沿消隐、以及包括过温保护、输出过载保护和输出过压保护在内的多重安全防护,使 CXAC85292D 成为家电、IOT 设备及工业控制辅助电源等应用的高性价比之选。
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 5.4Ω
- 集成高压启动及自供电电路,无需外部启动电阻或辅助绕组供电
- 内部集成电压反馈电路,无需外部环路补偿,实现优异恒压输出
- 固定 15V 输出,简化输出电压设置
- 多模式控制(PWM/PFM),自适应开关频率最高 48kHz,轻载低至 1kHz,有效降低待机功耗
- 内置软启动功能,限流点逐步增大,降低开关管开通应力
- 内部集成电流采样电路,逐周期限流保护
- 输出过载保护 (OLP):当 VCC 电压低于 10.5V 持续 2048 个周期后触发自动重启
- 输出过压保护 (OVP):当 VCC 电压高于 17.2V 持续 4 个周期后触发自动重启
- 过温保护 (OTP):145℃ 关断,40℃ 迟滞
- SOP-8 封装,满足小型化设计需求
3. 引脚封装与说明
CXAC85292D 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,内部 MOSFET 源极 |
| 3 | NC | 无连接,悬空 |
| 4 | VCC | 输出电压采样脚,同时向芯片内部提供供电电流。建议外接 2.2~10μF 电容到 GND |
| 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 |

图1. CXAC85292D 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,本体宽度 3.9mm,引脚间距 1.27mm。

4. 典型应用电路

图2. CXAC85292D 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 L1 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 → VCC 引脚连接至输出电压端,用于输出采样和芯片自供电,外接小电容(2.2~10μF)到 GND。反馈二极管(如 ES1J)可串联在 VCC 引脚与地之间以辅助采样。整个方案外围元件极少,无需光耦或外部补偿网络。
5. 内部结构框图

图3. CXAC85292D 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 |
| VCC | VCC 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 自供电与启动 | ||||||
| VDS_SUP | 最小漏极启动电压 | - | - | 40 | - | V |
| VCC_ON | VCC 启动阈值 | VCC 上升 | - | 11.5 | - | V |
| VCC_UVLO | VCC 欠压保护阈值 | VCC 下降 | - | 5 | - | V |
| ICC | 芯片工作电流 | VFB=13V | - | 350 | - | μA |
| 输出电压反馈与保护 | ||||||
| VCC_REF | VCC 引脚调制参考电压 | - | - | 15.6 | - | V |
| VCC_OLP | 输出过载保护阈值 | - | - | 10.5 | - | V |
| tOLP | 输出过载屏蔽时间 | - | - | 2048 | - | Cycles |
| VCC_OVP | 输出过压保护阈值 | - | - | 17.2 | - | V |
| tOVP | 输出过压屏蔽时间 | - | - | 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 | - | - | 48 | - | kHz |
| fs_MIN | 最小开关频率 | - | - | 1 | - | kHz |
| tON_MAX | 最大开通时间 | - | - | 10 | - | μs |
| ILIMIT_MAX | 最大电流限值 | - | - | 1000 | - | mA |
| ILIMIT_MIN | 最小电流限值 | - | - | 300 | - | mA |
| tLEB | 前沿消隐时间 | - | - | 350 | - | ns |
| 内部高压 MOSFET | ||||||
| RDS_ON | 导通电阻 | - | - | 5.4 | - | 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
CXAC85292D 集成高压启动与自供电电路。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 VCC 外部电容充电。当 VCC 电压达到启动阈值 11.5V 后,芯片开始工作。正常运行时,在 MOSFET 关断期间,当 VCC 电容电压低于 6.6V 时,自供电电路通过 DRAIN 端继续为 VCC 电容供电。若 VCC 电压降至 5V 则触发欠压保护,芯片停止工作并重新启动。VCC 引脚兼做输出电压采样端,建议外接 2.2~10μF 陶瓷电容到地。

图4. 高压启动与 VCC 欠压保护时序图
[ 启动时序波形 ] 展示 VCC 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,起始限流值为最大限流值的 50%,经 32 个开关周期后升至 75%,再经 32 个周期后升至 100%。此方式可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,有效降低 MOSFET 电流应力。每次保护触发后的重启均经历一次完整的软启动过程。

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
CXAC85292D 采用 PWM/PFM 多模式控制。重载条件下芯片工作在 PFM 和 PWM 混合模式,限流点和开关频率随负载增加而升高,最高可达 ILIMIT_MAX (1000mA) 和 fs_MAX (48kHz)。负载减轻,开关频率降至约 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 ILIMIT_MIN (300mA) 不变,开关频率继续下降,空载时最低频率仅 1kHz,有效降低待机功耗和音频噪声。

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。
输出保护与过温保护
CXAC85292D 通过 VCC 引脚检测输出电压:当 VCC 电压低于 10.5V 并持续 2048 个开关周期,触发过载保护 (OLP);当 VCC 电压高于 17.2V 并连续 4 个开关周期,触发输出过压保护 (OVP)。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℃,40℃ 的迟滞有助于将系统整体温度控制在较低水平。
8. 设计指导:Buck 拓扑电感与输出电容选型
CXAC85292D 适用于 Buck 和 Buck-Boost 拓扑。以最常见的 Buck 拓扑为例,电感选型取决于输入输出电压、输出电流以及芯片限流值。
CCM 模式下最小电感计算
当输出电流 IOUT > 0.5 × ILIMIT_MAX 时,电感需工作于 CCM 模式:
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
当输出电流 IOUT < 0.5 × ILIMIT_MAX 时,可按 DCM 模式设计:
LMIN = 2 × IOUT × (VOUT + VDiode) × (VIN - VDS - VOUT) / [(VIN - VDS + VDiode) × fS × ILIMIT_MAX²]
实际设计中通常选取计算值的 1.1 倍以上以保证批量一致性。为降低空载功耗,电感量还需满足前沿消隐时间限制:L ≥ tLEB × (VIN_MAX - VOUT) / ILIMIT_MIN。
输出电容选择
输出电压纹波主要由输出电容 ESR 决定:ΔVOUT ≈ ΔIL × ESR (CCM) 或 ΔVOUT ≈ ILIMIT_MAX × ESR (DCM)。为满足低纹波要求,建议选用 ESR 较小的固态电容或高频低阻电解电容。
续流二极管选择
续流二极管推荐使用 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。
9. PCB Layout 设计指南
- VCC 电容布局:VCC 电容尽量靠近芯片 VCC 和 GND 引脚放置,推荐使用陶瓷电容。
- 功率环路:以 Buck 拓扑为例,尽量缩小输入电容、内置 MOSFET、电感、输出电容构成的励磁回路面积,以及电感、输出电容、续流二极管构成的续流回路面积。
- 散热设计:DRAIN 引脚为电压静点(相对母线地),可以铺铜辅助散热。GND 引脚也可铺铜散热,但属于电压动点,铺铜面积不宜过大以减少噪声辐射。DRAIN 引脚的铜皮与其它引脚间应确保大于 2mm 的爬电距离。
- 反馈二极管:为减小高频动点面积,反馈二极管应尽量靠近芯片放置。
- EMI 优化:芯片及动点应远离交流输入端,以减少容性耦合引起的 EMI 问题。
技术支持:嘉泰姆电子提供 CXAC85292D 完整参考设计(15V 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

中文
English

用户评论