CXAC85294D 集成650V高压MOSFET反激式PWM驱动芯片 | 25W过载保护电源方案 - 嘉泰姆电子

CXAC85294D 集成650V高压MOSFET反激式PWM驱动芯片 | 25W过载保护电源方案 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85294D
产品类型:AC-DC转换
产品系列:隔离电源 SSR光耦驱动
产品状态:量产
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产品简介

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85294D 是一款高集成度、高效率、低待机功耗的电流模式PWM控制芯片,适用于全电压范围 90~265VAC 输入、30W 以内输出的反激式变换器应用。芯片内部集成了 650V 高压 MOSFET(导通电阻仅 0.67Ω 典型值)以及高压启动电路,支持 CCM 和 DCM 工作模式。重载下芯片工作于 65kHz 固定开关频率,中等负载时由 FB 反馈电压信号控制内部振荡器降频,减小开关损耗;轻载和空载时进入跳频模式,待机功耗小于 75mW。CXAC85294D 通过分段软驱动和频率调制技术实现优异的 EMI 性能,内置斜坡补偿电路避免次谐波振荡,跳频频率设定在 22kHz 以上消除音频噪声。该芯片提供过载保护(OLP)、逐周期限流、输出短路保护、VCC 过压/欠压保护及过温保护等完整保护功能,采用 SOP-8 封装,高低压引脚爬电距离大于 4mm,特别适用于 QC/USB PD 快充充电器、电源适配器及 AC-DC 辅助电源。

技术参数

输入电压范围 (VIN)8.2V~34V
输出电压 (VOUT)ADJ
输出电流 (IOUT)25W
工作频率65kHz
转换效率95%
封装类型DIP-7
Solution typeBUCK/BUCK-BOOST
Max power25W
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75mW
Topology type隔离电源 SSR光耦驱动
MODE FlybackPWM
Operating temp-40℃~85℃
FeaturesDCM/CCM
Pf value>0.9
MOSFET Rdson(Ω).67
MOSFET Bvdss(V)650

产品详细介绍

CXAC85294D 集成650V高压MOSFET反激式PWM驱动芯片
电流模式控制 · 多模式PWM/PFM · 25W输出 · 过载保护

更新时间:2026年4月 | 产品型号:CXAC85294D | 嘉泰姆电子 (JTM-IC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85294D 是一款高集成度、高效率、低待机功耗的电流模式PWM控制芯片,适用于全电压范围 90~265VAC 输入、30W 以内输出的反激式变换器应用。芯片内部集成了 650V 高压 MOSFET(导通电阻仅 0.67Ω 典型值)以及高压启动电路,支持 CCM 和 DCM 工作模式。重载下芯片工作于 65kHz 固定开关频率,中等负载时由 FB 反馈电压信号控制内部振荡器降频,减小开关损耗;轻载和空载时进入跳频模式,待机功耗小于 75mW。CXAC85294D 通过分段软驱动和频率调制技术实现优异的 EMI 性能,内置斜坡补偿电路避免次谐波振荡,跳频频率设定在 22kHz 以上消除音频噪声。该芯片提供过载保护(OLP)、逐周期限流、输出短路保护、VCC 过压/欠压保护及过温保护等完整保护功能,采用 SOP-8 封装,高低压引脚爬电距离大于 4mm,特别适用于 QC/USB PD 快充充电器、电源适配器及 AC-DC 辅助电源。

输出功率能力: 全电压输入(90-265VAC)下,CXAC85294D 可持续输出 25W(封闭式塑料外壳,环境温度 45℃)。内置 650V 高压 MOSFET(RDS(on) 典型值 0.67Ω),导通损耗更低,效率更高。

1. 产品概述与系列选型

CXAC85294D 属于嘉泰姆 CXAC8529X 系列反激式 PWM 驱动芯片,专为高性能、小型化电源设计。该系列集成 650V 高压 MOSFET 和高压启动电路,无需外部启动电阻,有效降低待机功耗并简化外围电路。系列提供不同功率等级和保护模式,满足多样化需求:

型号 工作特点 最大输出功率 (90~265VAC) 封装
CXAC85293D 过载保护 (OLP) 18W SOP-8
CXAC85293BD 恒功率输出 18W SOP-8
CXAC85294D 过载保护 (OLP) 25W SOP-8

CXAC85294D 作为该系列中功率最大的型号,内置更低导通电阻的 MOSFET(典型值 0.67Ω),可提供 25W 连续输出功率,并具备过载保护功能,非常适合中等功率的快充适配器及工业辅助电源。若需要恒功率输出特性,可选用 CXAC85293BD。所有型号均满足六级能效标准,待机功耗低至 75mW 以下。

2. 主要特点与技术亮点

  • 内部集成 650V 高压 MOSFET,导通电阻低(CXAC85294D 典型值 0.67Ω),显著降低导通损耗
  • 集成高压启动电路,无需外加启动电阻,待机功耗 < 75mW
  • 多模式控制:重载 65kHz 固定 PWM,中载 PFM 降频,轻载跳频模式,最低频率 22kHz 无音频噪声
  • 频率调制(抖频峰峰值 10kHz)及分段软驱动技术,优化 EMI 性能
  • 支持 CCM/DCM 工作模式,内置斜坡补偿确保稳定性
  • 输入线电压补偿,全电压范围内功率限制值恒定
  • 内置 4ms 软启动,减小启动电流应力
  • 完善的保护功能:逐周期限流 (OCP)、输出过载保护 (OLP)、输出短路保护 (SCP)、VCC 过压/欠压保护、过温保护 (OTP)
  • SOP-8 封装,高低压引脚爬电距离 >4mm,散热良好

3. 引脚封装与说明

CXAC85294D 采用 SOP-8 封装,引脚定义如下:

管脚号 管脚名称 描述
1 GND 芯片地
2 VCC 芯片电源端,建议接 4.7μF 以上 VCC 电容到地
3 FB 输出反馈控制端,连接到光耦集电极,光耦发射极连接到芯片地
4 CS 电流采样输入端,外接采样电阻到地
5、6、7、8 DRAIN 内部高压 MOSFET 漏极,同时提供高压启动电流
CXAC85294D 引脚封装图
图1. CXAC85294D 引脚封装图 (SOP-8)

[ 封装外形示意图 ] 详细尺寸参见数据手册机械图,本体宽度 3.9mm,引脚间距 1.27mm。
详细尺寸参见数据手册机械图

4. 典型应用电路

CXAC85294D 典型反激应用电路
图2. CXAC85294D 典型反激应用电路

电路组成:输入整流滤波 → 变压器初级绕组连接 DRAIN 引脚 → 辅助绕组经整流电阻为 VCC 供电 → FB 引脚接光耦集电极,光耦发射极接地 → CS 电阻采样原边电流 → 输出整流滤波。外围元件简洁,支持 25W 输出。

5. 内部结构框图

CXAC85294D 内部结构框图
图3. CXAC85294D 内部结构框图

[ 内部功能模块 ] 包含高压启动电路、PWM 控制器、650V MOSFET、振荡器、斜坡补偿、保护逻辑等。

6. 极限参数与电气特性

设计时必须确保不超过以下极限参数,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 电压 -0.3 ~ 40 V
ICC_MAX Vcc 引脚最大电流 10 mA
VFB FB 反馈端电压 -0.3 ~ 7 V
VCS CS 引脚电压 -0.3 ~ 7 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℃, VCC=18V)

符号 描述 条件 典型值 单位
VCC_ON VCC 启动阈值 VCC 上升 16 V
VCC_UVLO VCC 欠压保护阈值 VCC 下降 7.2 V
ICC_ST 启动电流 VCC=14V 1.65 μA
ICH VCC 电容充电电流 VDRAIN=100V 240 μA
fosc 振荡频率 VFB=3V 65 kHz
DMAX 最大占空比 - 75 %
fBURST 跳频频率 - 23.7 kHz
VCS_INT CS 初始限流值 小占空比 0.77 V
tLEB 前沿消隐时间 - 400 ns
tSS 软启动时间 - 4 ms
RDS_ON 功率管导通电阻 CXAC85294D 0.67 Ω
BVDSS 功率管击穿电压 - 650 V
VCC_OV VCC 过压保护 - 36 V
VTH_OLP 过载保护 FB 阈值 - 4.6 V
tD_OLP 过载保护延时 - 90 ms
TOTP 过温保护阈值 - 150

7. 工作原理与设计要点

高压启动与 VCC 供电

CXAC85294D 集成高压启动电路,无需外部启动电阻。上电后,当母线电压达到漏极启动电压 VDS_SUP(40V)时,内部通过 DRAIN 引脚对 VCC 电容充电(电流约 240μA)。VCC 升至启动阈值 16V 后芯片开始工作,启动延迟时间可按下式估算:

tSTART = CVCC × (VCC_ON - VCC_INT) / ICH

正常工作时由辅助绕组供电。当 VCC 降至欠压保护点 7.2V 时,芯片停止开关,高压启动电路重新对 VCC 电容充电。建议使用 4.7~22μF 电解电容,并就近并联 0.1μF 陶瓷电容以增强抗干扰能力。

多模式频率控制

芯片根据 FB 电压自动切换工作模式:重载时 65kHz 固定频率 PWM;负载降低时进入 PFM 降频,最低至 23.7kHz;极轻载时进入跳频模式,FB 电压低于 1.4V 关闭驱动,回升至 1.5V 恢复开关,平均开关频率大幅降低,实现 <75mW 待机功耗。

频率控制曲线示意图
图4. 频率控制曲线示意图

[ 频率随 FB 电压变化关系 ] 重载 PWM (65kHz) → 中载 PFM 降频 → 轻载跳频模式。

电流检测与前沿消隐

CS 引脚外接采样电阻实现逐周期限流。前沿消隐时间 400ns 可滤除开通尖峰干扰,CS 引脚无需额外 RC 滤波。当占空比超过 50% 时,内置斜坡补偿电路自动叠加斜坡信号,防止次谐波振荡。

前沿消隐示意图
图5. 前沿消隐示意图

[ LEB 时序波形 ] MOSFET 开通瞬间电流尖峰被 400ns 消隐时间屏蔽。

输入线电压补偿与输出功率恒定

芯片通过检测导通时间对限流值进行补偿:低输入电压时导通时间长,限流值较高;高输入电压时导通时间短,限流值较低,从而保证全电压范围内最大输出功率一致。调整 CS 电阻即可设置恒功率/过载功率点。

保护功能详解

  • 过载保护 (OLP):当输出过载时,FB 电压升高超过 4.6V 并持续 90ms,芯片停止开关,VCC 下降至 UVLO 后自动重启。
  • VCC 过压保护:VCC 超过 36V 持续 8 个周期后保护,系统重启恢复。
  • 过温保护 (OTP):结温达到 150℃ 时关断,温度降低后经启动过程恢复。
  • 输出短路保护:通过 FB 电压异常检测实现。

8. 参考设计:25W 快充适配器方案

基于 CXAC85294D 可设计全电压输入 25W (5V/3A, 9V/2.77A, 12V/2.1A) QC 快充电源。输入端采用 π 型 EMI 滤波器,变压器选用 EE20/PQ2016 磁芯。输出同步整流可搭配嘉泰姆 BP6211B 等控制器提高效率。主要设计参数:

  • 反射电压 VOR:100V,匝比 N ≈ 8
  • CS 电阻:可选 0.33Ω,峰值电流约 2.3A
  • 初级电感:约 220μH,开关频率 65kHz
  • 输出电容:固态电容 820μF/16V × 2
25W QC 快充应用电路图
图6. 25W QC 快充应用电路图

[ 完整原理图 ] 包含 EMI 滤波、CXAC85294D、变压器、同步整流、反馈网络。

9. PCB Layout 设计指南

  • VCC 电容:紧靠 VCC 和 GND 引脚,电解电容较远时并联 0.1μF 陶瓷电容。
  • 反馈走线:光耦地单点接芯片 GND,FB 与地并排走线远离干扰源。建议在 FB 与 GND 之间加 1nF 电容。
  • 功率环路:初级母线电容、变压器初级、DRAIN 引脚、GND 环路面积最小化。次级环路同样最小化。
  • 散热设计:DRAIN 引脚是主要散热路径,但属于 EMI 动点,铺铜面积需折中,建议适度覆铜并配合过孔散热。
  • Y 电容与 ESD:Y 电容跨接初级电容正极和次级地;ESD 放电针跨接初级大电容正极与次级地,远离控制电路。
  • 辅助绕组接地:直接连至母线电容负极,不共用长走线。

技术支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85294D 完整参考设计、变压器规格书及 PCB 布局文件。如需一对一技术支持,可通过以下方式联系:

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

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