CXAC85299D 集成700V MOSFET反激式开关电源驱动芯片 | 脉冲数控制 4-9W小家电辅助电源 - 嘉泰姆电子

CXAC85299D 集成700V MOSFET反激式开关电源驱动芯片 | 脉冲数控制 4-9W小家电辅助电源 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85299D
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CXAC85299D 是一款高性能、高集成度、低待机功耗的开关电源驱动芯片,主要应用于大、小家电产品中的辅助电源。芯片内部集成了 700V 高压 MOSFET、高压启动和自供电电路、电流采样电路。采用创新的脉冲数控制技术,无需外部环路补偿电路,具有极高的环路带宽和快速的动态响应,开机无输出过冲。132kHz 开关频率有效减小变压器体积,内置频率调制技术改善 EMI 性能。高集成度和优化的控制技术极大地减少了外围器件数量,节省系统成本和体积,同时提高了可靠性。CXAC85299D 提供了完备的保护功能:输出短路保护、输出过载保护、反馈开路保护、逐周期限流、过温保护等。采用 SOP-7 封装,增加了 MOSFET 漏极到源极的爬电距离,MOSFET 源极(GND 引脚)作为散热管脚,可较好地利用 PCB 散热而不影响 EMI 性能,非常适合微波炉、电磁炉、洗衣机等大小家电的辅助电源以及小功率工业控制电源。

技术参数

输入电压范围 (VIN)5.9V~6.3V
输出电压 (VOUT)ADJ
输出电流 (IOUT)6W
工作频率132kHz
转换效率95%
封装类型DIP-7
Solution typeBUCK/BUCK-BOOST
Max power6W
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隔离电源 SSR光耦驱动
MODE FlybackPWM
Operating temp-40℃~85℃
Features-
Pf value>0.9
MOSFET Rdson(Ω)20
MOSFET Bvdss(V)700

产品详细介绍

CXAC85299D 集成700V MOSFET反激式开关电源驱动芯片
脉冲数控制 · 无需环路补偿 · 高压自供电 · 4-9W小家电辅助电源

更新时间:2026年4月 | 产品型号:CXAC85299D (SOP-7) | 嘉泰姆电子 (JTM-IC)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85299D 是一款高性能、高集成度、低待机功耗的开关电源驱动芯片,主要应用于大、小家电产品中的辅助电源。芯片内部集成了 700V 高压 MOSFET、高压启动和自供电电路、电流采样电路。采用创新的脉冲数控制技术,无需外部环路补偿电路,具有极高的环路带宽和快速的动态响应,开机无输出过冲。132kHz 开关频率有效减小变压器体积,内置频率调制技术改善 EMI 性能。高集成度和优化的控制技术极大地减少了外围器件数量,节省系统成本和体积,同时提高了可靠性。CXAC85299D 提供了完备的保护功能:输出短路保护、输出过载保护、反馈开路保护、逐周期限流、过温保护等。采用 SOP-7 封装,增加了 MOSFET 漏极到源极的爬电距离,MOSFET 源极(GND 引脚)作为散热管脚,可较好地利用 PCB 散热而不影响 EMI 性能,非常适合微波炉、电磁炉、洗衣机等大小家电的辅助电源以及小功率工业控制电源。

输出功率能力: 全电压输入(85-265VAC)下,适配器(封闭式)应用可连续输出 4W,开放式应用可达 6W;230VAC ±15% 输入下适配器应用可达 5.5W,开放式应用可达 9W。适用于小家电控制板电源、白色家电待机电源等。

1. 产品概述与技术优势

CXAC85299D 是一款专为小功率反激辅助电源优化的高集成度芯片。它集成了 700V/0.48A(脉冲 0.9A)高压功率 MOSFET,导通电阻 RDS(on) 典型值 20Ω。内部集成高压启动和自供电电路,无需辅助绕组即可工作(空载功耗 < 150mW),增加辅助绕组后空载功耗可低至 50mW。脉冲数控制根据负载情况调整开关脉冲密度,限流点固定为典型 250mA,使得全负载范围效率优化,轻载不会进入音频噪声区。132kHz 开关频率配合 ±8kHz 抖频(1kHz 调制速率)显著降低 EMI 滤波成本。由于无需外部环路补偿,设计极为简单,动态响应优异,输出电压不会出现过冲。SOP-7 封装体积小、适合自动化贴片,同时 GND 引脚(MOSFET 源极)可大面积铺铜散热,是家电辅助电源的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

  • 内部集成 700V 高压 MOSFET,漏极连续电流 0.48A,脉冲电流 0.9A
  • 集成高压启动和自供电电路,无需辅助绕组即可工作
  • 脉冲数控制技术,无需外部环路补偿,动态响应极快,无输出过冲
  • 开关频率 132kHz,可减小变压器体积;内置频率调制(±8kHz @1kHz)改善 EMI
  • 低待机功耗:自供电模式 <150mW@230VAC,辅助供电模式 <50mW@230VAC
  • 内置软启动(192个开关周期),减小启动电流尖峰
  • 保护功能:输出短路/过载/反馈开路保护(自动重启),逐周期限流,过温保护(140℃ 关断,75℃ 迟滞)
  • SOP-7 封装,GND 引脚(MOSFET 源极)可用于大面积铺铜散热,不影响 EMI

3. 引脚封装与说明(占位图)

CXAC85299D 采用 SOP-7 封装,引脚定义如下表。GND(源极)为散热引脚,需大面积覆铜。

管脚号 管脚名称 描述
1 VCC 芯片电源端,外接 0.1μF~1μF 陶瓷电容到 GND
2 FB 输出反馈控制端,连接光耦发射极(光耦集电极接 VCC)
4 DRAIN 高压 MOSFET 漏极,连接变压器初级,同时提供自供电电流
5,6,7,8 GND 芯片地,内部 MOSFET 源极,散热引脚,PCB 需大面积铺铜
CXAC85299D 引脚封装图
图2. CXAC85299D 引脚封装图 (SOP-7)

[ 封装外形示意图 ] 详细机械尺寸参见数据手册,引脚间距 1.27mm,本体宽度 3.9mm,薄型小外形封装适合高密度布板。
详细机械尺寸参见数据手册

4. 典型应用电路原理图

CXAC85299D 典型反激应用电路
图1. CXAC85299D 典型反激应用电路

电路组成:输入整流滤波 → 变压器初级连接 DRAIN 引脚 → VCC 引脚外接 0.1μF 电容到地 → FB 引脚连接光耦发射极(光耦集电极接 VCC),光耦次级通过稳压管或 TL431 接输出 → 输出整流滤波。外围元件极少,无需电流采样电阻和环路补偿网络。

5. 极限参数与电气特性(工程师必读)

下表为 CXAC85299D 的极限参数,设计时需确保不超过最大值,以免损坏芯片。工作结温范围-40℃~150℃,SOP-7 封装注意热阻(θJA=129℃/W)。

极限参数表

符号 参数 范围 单位
VDRAIN 高压 MOSFET 漏极到源极电压 -0.3 ~ 700 V
IDS_MAX 漏极连续电流 (注4) 0.48 A
VCC VCC 电压 -0.3 ~ 9 V
PDMAX 最大功耗 0.97 W
θJA 结到环境的热阻 129 ℃/W
TJ 工作结温范围 -40 ~ 150

关键电气参数 (Ta=25℃, VCC=5.9V)

符号 描述 条件 典型值 单位
VCC_ON VCC 启动电压 VCC 上升 5.9 V
VCC_SHUNT VCC 分流电压 - 6.3 V
fosc 振荡器频率 平均值 132 kHz
DMAX 最大占空比 - 65 %
ILIMIT_MAX 最大电流限值 Tj=25℃ 250 mA
tLEB 前沿消隐时间 - 250 ns
RDS_ON 功率管导通电阻 IDS=25mA, Tj=25℃ 20 Ω
BVDS 功率管击穿电压 - 700 V
IFB_DIS FB 关断阈值电流 - 57 μA

6. 工作原理与核心技术深度解析

高压启动与自供电

系统上电后,当母线电压达到最小漏极启动电压(50V)时,内部高压电流源开始对 VCC 电容充电。当 VCC 达到 4.9V 后继续充电至 VCC_ON(5.9V),芯片开始工作。正常工作期间,自供电电路在 MOSFET 关断期间通过 DRAIN 引脚对 VCC 电容充电并稳压到 5.9V,无需辅助绕组即可维持运行,此模式空载功耗小于 150mW。若需超低待机功耗,可增加辅助绕组供电,当辅助供电电流超过芯片所需时,高压供电电路自动关闭,空载功耗可降至 50mW 以下。

脉冲数控制(Pulse Number Control)

CXAC85299D 采用脉冲数控制:在每个时钟周期上升沿,比较流入 FB 脚的电流与阈值电流 IFB_DIS(57μA)。当 FB 电流小于阈值时,该周期开通 MOSFET;反之关闭 MOSFET。FB 电流来自光耦(光耦发射极接 FB,集电极接 VCC),输出电压越高,光耦电流越大,FB 电流越大,跳过周期越多,形成闭环稳压。这种控制方式无需外部环路补偿,动态响应极快,输出电压无过冲。限流点固定为 250mA,负载越重则开关脉冲密度越高。

电流检测与逐周期限流

芯片内部集成电流采样电路,无需外部采样电阻。当 MOSFET 电流超过内部限流点(典型 250mA)时,立即关断 MOSFET 直至下一个周期。内置 250ns 前沿消隐时间,防止开通尖峰误触发。

保护功能

芯片通过 FB 引脚监测输出状态:当输出短路、过载或反馈开路时,FB 电流持续小于阈值 45ms 后触发保护,芯片进入自动重启模式(短路保护等待 750ms,过载保护等待 115ms 后重试)。过温保护阈值为 140℃,迟滞 75℃,有效防止热失效。

设计提示: 脉冲数控制无需外部补偿,但建议在输出端保留适当的假负载(如 2kΩ)以提高空载稳定性。本芯片限流点较低,适用于 4-9W 小功率设计,变压器电感量需相应增大。SOP-7 封装注意热设计,输出功率超过 6W 时建议采用辅助绕组供电并加大 GND 铺铜面积。

7. 基于 CXAC85299D 的 12V/0.4A 微波炉辅助电源设计实例

目标规格:全电压输入 85-265VAC,输出 12V/0.4A(4.8W),封闭式辅助电源应用。设计步骤简述:

  • 输入电容: 全电压输入取 2-3μF/W,选用 10μF/400V 电解电容。
  • 反射电压 VOR: 选取 90V,匝比 N = VOR / (VOUT+VD) = 90 / (12+0.5) ≈ 7.2,取 N=7。
  • 最低母线电压 VDC_MIN: 按公式估算约为 80V,最大占空比 D = VOR/(VDC_MIN+VOR) ≈ 0.53。
  • 初级峰值电流: 芯片内部限流典型 250mA,取 ILIMIT_MAX=0.25A。
  • 初级电感量: 按 DCM 设计,LP = 2*Po/(ILIMIT_MAX²*fs*η) = 2*4.8/(0.25²*132k*0.8) ≈ 1.45mH,取 1.5mH。
  • 变压器匝数: 选用 EE13 磁芯(Ae=0.13cm²),BMAX=0.25T,NP = LP*ILIMIT_MAX/(BMAX*Ae) = 1500e-6*0.25/(0.25*0.13e-4) ≈ 115 匝,NS = NP/N ≈ 16 匝,辅助绕组取 18 匝(用于 VCC 供电)。
  • 钳位电路: RCD 吸收,VCLAMP 取 2*VOR=180V,漏感按 5% 估算,计算得 R1≈220kΩ,C1≈2.2nF。
  • 输出电容: 采用 220μF/25V 低 ESR 电解电容。

关键公式:\(V_{DC\_MIN} = \sqrt{2V_{ACMIN}^2 - \frac{P_O \cdot (1-2f_L t_C)}{\eta C_{IN} f_L}}\), \(L_P = \frac{2P_O}{I_{PK}^2 f_S \eta}\), \(N_P = \frac{L_P I_{PK}}{B_{MAX} A_E}\)

8. PCB Layout 专业建议(SOP-7 散热优化)

  • VCC 电容: 必须紧靠 VCC 和 GND 引脚,建议使用 0.1μF~1μF X7R 陶瓷电容,走线尽量短。
  • 地线布局: 芯片的 GND(源极)同时作为功率地和信号地。为了散热,需将 GND 引脚大面积铺铜,并连接至母线电容负端。辅助绕组地、光耦地应分别单独接到母线电容负端,避免大电流地环路干扰 FB 信号。
  • FB 信号线: FB 引脚外接光耦发射极,走线应短且远离变压器、DRAIN 高频节点。光耦集电极直接接 VCC 电容正端。
  • 高频功率环路: 母线电容正 → 变压器初级 → DRAIN → 内部 MOSFET → GND → 母线电容负的环路面积必须尽可能小,以降低辐射 EMI。
  • 散热设计: SOP-7 封装底部无裸露焊盘,热量主要通过 GND 引脚和 PCB 铜箔散发。应在 GND 引脚处加大顶层和底层铜皮面积,并打多个过孔至背面地铜。对于 6W 以上应用,建议增加辅助绕组供电以降低芯片功耗并配合铝基板使用。
  • 漏极铺铜: 由于 MOSFET 漏极存在很高的 dv/dt,不宜大面积铺铜,以防止容性耦合产生 EMI 问题。
  • Y 电容与 ESD: Y 电容置于初级输入电容正端和次级地之间,使高频共模浪涌电流远离芯片。ESD 放电针直接跨接初级大电容正和次级地,远离控制回路。

技术支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85299D 完整参考设计(12V/0.4A 辅助电源)、变压器规格书及 PCB 源文件。工程师可通过以下方式获取一对一技术支持:

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

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