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EnglishCXAC85319 集成GaN原边反馈反激APFC控制器
高PF · 原边恒压 · 内置700V GaN · 输出功率高达100W
更新时间：2026年4月 | 产品型号：CXAC85319
嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXAC85319 是一款高功率因数（PF）、原边反馈反激恒压控制芯片，内部集成了700V高压GaN功率管、高压启动电路和输入电压采样电路。只需很少的外围器件即可实现高精度恒压输出、高功率因数和低电流谐波。芯片采用Ton时间控制机制，内置PF增强控制算法，可轻松满足轻载下的新ErP分次电流谐波标准。准谐振工作模式（BCM和DCM）在谷底开通功率管，实现更高效率和较优EMI性能。CXAC85319 适用于大功率AC/DC多口快充、LED照明等应用，输出功率可达100W。
1. 产品概述与优势
CXAC85319 是一款高PF、原边反馈、反激恒压控制芯片，内部集成700V高压GaN功率管、高压启动电路和输入电压采样电路。采用Ton时间控制机制，内置PF增强控制算法，可轻松满足轻载下的新ErP分次电流谐波标准。准谐振工作模式（BCM和DCM）在谷底开通功率管，可实现更高的效率和较优的EMI性能。芯片内置动态加速模块，能有效改善系统对负载的响应速度，提供稳定的输出电压性能。采用频率折返控制技术，系统在较大负载时工作于BCM模式，随负载减小进入DCM模式并降低开关频率，有利于提高轻载效率。待机功耗低于100mW（230Vac），满足六级能效要求。
2. 主要特点与技术亮点
- 原边反馈恒压控制，无需光耦和TL431
- 集成700V高压GaN功率管，输出功率高达100W
- 集成高压启动和输入电压采样电路，外围极简
- 增强的PF控制算法，实现较低的THDi
- 功率管谷底开通（BCM/DCM准谐振），开关损耗小
- 低待机功耗（<100mW@230Vac）
- 优异的线性调整率和负载调整率
- 优化的动态响应速度（动态加速模块）
- 频率折返控制，提高轻载效率
- ESOP-10封装，底部PAD为CS，散热性能好
- 完备保护：逐周期限流、输出短路保护、输出过压保护、次级整流管短路保护、过载保护、VCC过压/欠压保护、输入欠压保护、过温保护
3. 引脚封装与说明
CXAC85319 采用ESOP-10封装，底部PAD为CS（电流采样）。引脚定义如下：
| 管脚号 | 管脚名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | HV | 高压启动、供电和输入电压检测 |
| 2 | NC | 无连接 |
| 3,4 | GND | 芯片地 |
| 5 | VCC | 芯片供电电源 |
| 6 | FB | 输出电压检测引脚，连接辅助绕组分压电阻，同时检测变压器退磁 |
| 7 | COMP | 环路补偿引脚，外接RC网络到GND |
| 8 | GATE | 内置GaN功率管栅极 |
| 9,10,底部PAD | CS | 电流采样输入端，内部连接GaN功率管源极，外部接采样电阻 |
| 11 | DRAIN | 内置GaN功率管漏极 |
图2. CXAC85319 引脚封装图 (ESOP-10)
[ 封装外形示意图 ] 详细尺寸参见数据手册机械图，底部散热PAD为CS。
4. 典型应用电路
图1. CXAC85319 典型应用电路（高PF反激恒压拓扑）
电路组成：输入EMI滤波 → 整流桥 → 变压器初级连接芯片DRAIN引脚 → 辅助绕组为VCC供电 → FB分压电阻网络 → 输出整流滤波。HV引脚接母线电压实现高压启动和输入采样，CS脚外接电阻设定峰值电流。外围极简，适合高功率密度设计。
* 完整电路原理图可参考数据手册或联系FAE获取参考设计。
5. 极限参数与电气特性（工程师必读）
为保证系统可靠性，设计时请勿超出极限参数。CXAC85319 内置GaN功率管漏源耐压700V，工作结温范围-40℃~150℃。
极限参数表
| 符号 | 参数 | 范围 | 单位 |
|---|---|---|---|
| VDRAIN | GaN功率管漏源电压 | -0.3 ~ 700 | V |
| VHV | HV引脚电压 | -0.3 ~ 700 | V |
| VCC | VCC电压 | -0.3 ~ 30 | V |
| PDMAX | 最大功耗 (注2) | 1.47 | W |
| θJA | 热阻 (结到环境) | 85 | ℃/W |
| TJ | 工作结温范围 | -40 ~ 150 | ℃ |
关键电气参数（典型值 Ta=25℃）
| 参数 | 条件 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| VCC_ON 启动阈值 | VCC上升至开启 | 17 | V |
| VCC_UVLO 欠压保护 | VCC下降至关断 | 9 | V |
| VREF 内部恒压基准 | - | 1.2 | V |
| VCS_MAX 最大限流阈值 | - | 0.7 | V |
| RDS_ON GaN导通电阻 | VGS=6V, ID=5A, TJ=25℃ | 140 | mΩ |
| BVDS GaN漏源击穿电压 | - | 700 | V |
| fs_MAX 最高开关频率 | - | 120 | kHz |
| TOTP 过温保护阈值 | - | 150 | ℃ |
6. 工作原理与设计要点
高功率因数实现原理
CXAC85319 采用Ton时间控制机制。反激变换器工作于DCM时，原边峰值电流 \(I_{peak} = \frac{V_{in}}{L_m} \times t_{on}\)，一个开关周期平均电流 \(I_p = \frac{1}{2} I_{peak} \times d\)。当输入电流与输入电压同频同相时，THD和PF最优，此时要求 \(t_{on}\) 为常数。芯片通过COMP电压调制 \(t_{on}\)，使得等效输入阻抗在一个工频周期内恒定，从而实现高功率因数。
\(I_p = \frac{V_{in}}{2L_m \cdot k_0} \cdot V_{comp} = \frac{V_{in}}{R_{in}}\)，其中 \(R_{in} = \frac{2L_m \cdot k_0}{V_{comp}}\)
高压启动与VCC供电
系统上电后，HV引脚从母线取电，先以较小电流对VCC电容充电；当VCC>4V后切换为较大电流，避免电容短路时过热。VCC达到启动阈值后芯片开始工作，正常运行时需由辅助绕组供电，保证VCC高于 \(V_{CC_HV}\)（约9-10V）以关闭高压供电，降低损耗。
输出电压采样与恒压控制
通过辅助绕组检测输出电压，关系式：
\(V_{OUT} = \frac{N_S}{N_A} \cdot \frac{R_{FBH}+R_{FBL}}{R_{FBL}} \cdot V_{REF} - V_D\)
其中 \(V_{REF}=1.2V\)，\(V_D\) 为输出续流二极管压降。
退磁检测与谷底开通
FB引脚检测退磁信号。功率管关断后，FB电压下降，当检测到退磁完成（ZCD信号）并经过屏蔽时间 \(t_{ZCD\_SKIP}\) 后，延时 \(t_{DELAY}\) 在谷底开通功率管，实现准谐振工作，降低开关损耗。轻载时进入DCM模式，开关频率降低以提高轻载效率。
动态加速与PF增强
动态加速模块在负载突变时快速调整COMP电压，改善动态响应。PF增强控制算法对X电容充放电引起的电流相移进行补偿，提升轻载PF值，满足新ErP谐波标准。
7. 保护功能与系统可靠性
- 逐周期限流（OCP）：CS电压达到阈值时关断功率管
- 输出短路保护（SCP）：连续 \(t_{SHORT}\) 时间检测不到退磁信号触发保护
- 输出过压保护（OVP）：FB电压连续2周期高于 \(V_{FB\_OV}\) 触发
- 次级整流管短路保护：CS电压超过 \(V_{CS\_FT}\) 触发
- 过载保护（OLP）：FB电压低于 \(V_{FB\_OLP}\) 持续 \(t_{FB\_OLP}\) 触发
- VCC过压/欠压保护：VCC>27V或<9V触发
- 输入欠压保护（Brown-out）：输入电压低于70V持续18ms触发
- FB开/短路保护
- 过温保护（OTP）：结温150℃关断，迟滞30℃
8. 基于CXAC85319的65W快充设计实例
目标规格：输入90~264VAC，输出20V/3.25A（65W），恒压输出，高PF>0.9。设计要点：
① 变压器设计：原边电感量 \(L_p\)，峰值电流 \(I_{pk}\)，工作频率建议50-80kHz。参考公式 \(L_p = \frac{2P_{O\_max}}{\eta f_{max} I_{pk}^2}\)。
② CS电阻选择：\(R_{CS} = V_{CS\_MAX} / I_{pk}\)，\(V_{CS\_MAX}=0.7V\)。
③ FB分压电阻：根据输出电压和辅助绕组匝比计算，确保FB电压在正常范围内。
④ VCC供电：辅助绕组整流后经电阻限流，VCC电容推荐10μF~22μF。
⑤ 环路补偿：COMP引脚外接RC网络，典型值 \(R_{COMP}=10k\Omega\)，\(C_{COMP}=100nF\)。
嘉泰姆电子提供完整的65W/100W参考设计文档及PCB文件，欢迎联系FAE获取。
技术设计支持： 嘉泰姆电子提供完整的参考设计、变压器规格书及调试建议。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
9. PCB Layout 专业建议
- VCC电容尽量靠近芯片VCC和GND引脚。
- CS采样电阻应靠近芯片CS引脚和GND，走线短且避免干扰。
- FB分压电阻必须靠近FB引脚，且远离DRAIN、变压器等噪声源。
- 功率环路面积最小化：变压器初级、GaN功率管、母线电容的环路；次级绕组、整流二极管、输出电容的环路。
- 底部散热PAD（CS）必须良好焊接至PCB地平面，并增加过孔散热。
- HV引脚走线注意安全间距，满足爬电距离要求。
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