CXAC85363 PWM控制器 | 可编程电源USB PD | 自适应保护 | 待机0mW - 嘉泰姆电子

CXAC85363 PWM控制器 | 可编程电源USB PD | 自适应保护 | 待机0mW - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85363
产品类型:AC-DC转换
产品系列:反激式电源多模态 PWM 控制器
产品状态:量产
浏览次数:7 次
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产品简介

CXAC85363 是一款用于可编程电源转换器(USB PD)的高性能PWM控制器,内置自适应输出过压保护、自适应过流保护、自适应环路增益控制,宽VDD范围10V-32V,待机功耗低于30mW,驱动能力300mA/-300mA,支持SmartJitter技术,适用于USB PD适配器、可编程电源等。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)AC~220V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)50W
工作频率85kHz
转换效率95%
封装类型SOP-8
Solution type反激式电源多模态 PWM 控制器
Max power50W
ProtectionAdaptive OVP
ApplicationAC-DC转换器
Mos管Yes
精度±1%
功耗< 30mW
Topology typeAC-DC SSR控制
MODE FlybackCCM/Hard Switching Multi-mode
Operating temp-40℃~85℃
FeaturesCurrent Mode Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;OCP;OVP;PWM;SCP;UVP
UVLO ON (V)18
UVLO OFF (V)7
VDD OVP (V)34.5
Switching Frequency Peak (kHz)85
Peak load ApplicationNo
HV Start-upYes(w/i X-CAP discharge)
Programmable Burst/Green-modeNo
Brown-in/outYes (AC Side)

产品详细介绍

CXAC85363 PWM控制器
用于可编程电源转换器(USB PD)| 自适应保护 | SmartJitter | 待机功耗<30mW

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAC85363 | 封装:SOT-23-6

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85363 是一款高性能PWM控制器,专为USB PD和可编程电源适配器设计,与次级侧控制器(如CXUS7762)配合可构建完整的高效、高可靠性电源系统。该芯片采用专有的SmartJitter技术和自适应控制策略,在宽输出电压范围(5V~20V)内实现优异的环路稳定性、精准的保护阈值和低于30mW的待机功耗。

CXAC85363 支持10V至32V的VDD电压范围,适应各种USB PD应用。其自适应输出过压保护(Adaptive OVP)、自适应过流保护(Adaptive OCP)和自适应环路增益控制,通过DMAG引脚实时感知输出电压,动态调整关键参数,确保系统在全输出范围内安全、稳定运行。芯片内置Brown-In/Brown-Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、次级整流器短路保护(SRSP)和外部过温保护(External OTP),为系统提供全方位保障。

核心优势: 自适应OVP/OCP/环路增益 + SmartJitter降EMI + 待机<30mW(5V) + 驱动能力300mA/-300mA + 全面保护(Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP、外部OTP) + SOT-23-6封装。助力工程师快速设计高能效、易过认证的USB PD电源。

1. 产品概述与市场定位

USB PD和可编程电源适配器需要支持5V、9V、15V、20V等多档输出电压,且对效率、待机功耗、EMI和安全性有严格要求。传统PWM控制器在宽输出范围内往往面临环路不稳定、保护阈值不适配、待机功耗偏高等问题。CXAC85363 通过DMAG引脚感知输出电压,实现自适应环路增益调节、自适应OVP和OCP,从根本上解决了宽范围应用的设计痛点。

该芯片特别适合45W~100W级别的USB PD充电器、可编程适配器,以及需要低待机功耗的智能电源产品。配合次级控制器CXUS7762,可实现完整的协议握手、保护联动和高效能量转换,帮助电源厂商快速推出符合USB PD 3.0规范、满足CoC Tier 2及DoE Level VI能效标准的产品。

2. 主要特点与技术亮点

自适应输出过压保护
根据输出电压动态调整OVP阈值
自适应过流保护
满足LPS安全要求,限制最大输出电流
自适应环路增益控制
全输出范围保持系统稳定
SmartJitter技术
优化频率抖动,显著降低EMI辐射
超低待机功耗
5V待机模式<30mW,满足能效标准
驱动能力
300mA/-300mA图腾柱输出
绿色模式与突发模式
轻载/空载高效运行
全面保护
Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP、外部OTP
  • 可编程线缆补偿: 通过CS引脚电阻实现精确的线缆压降补偿,确保输出电压精度。
  • 宽VDD范围: 10V~32V,适应不同辅助绕组设计。
  • 自动恢复(Auto-Recovery): 故障消除后自动重启,便于售后维护。
  • 频率抖动+软驱动: 从源头降低EMI,简化EMI滤波器设计。
  • RoHS合规,无卤素: 满足环保要求。

3. 引脚封装与说明

CXAC85363 采用 SOT-23-6 封装,引脚功能定义如下:VDD(电源)、GND(地)、GATE(栅极驱动)、CS(电流检测)、COMP(反馈输入)、DMAG(消磁/电压检测)。详细引脚排列及尺寸请联系嘉泰姆电子获取完整数据手册。

图1. CXAC85363 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图预留位置:SOT-23-6 ]

详细引脚间距及尺寸请联系嘉泰姆电子获取。

4. 典型应用电路与内部方框图

图2. CXAC85363 典型应用电路(USB PD 电源)

电路组成:交流输入 → 整流滤波 → 反激变压器 → 次级侧整流 → USB PD控制器(如CXUS7762)→ 输出。CXAC85363通过光耦接收次级侧反馈,驱动初级MOSFET,DMAG引脚连接辅助绕组分压网络,实现输出电压感知。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAC85363 内部功能方框图

内部集成:振荡器(带SmartJitter)、多模式PWM控制器(CCM/QR)、自适应环路增益调节、自适应OVP/OCP逻辑、栅极驱动器(300mA/-300mA)、绿色模式/突发模式控制、保护逻辑(Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP、外部OTP)等。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VDD 电源输入电压(VDD to GND) -0.3 35 V
VGATE 栅极驱动电压(GATE to GND) -0.3 16.5 V
VDMAG, VCOMP, VCS DMAG, COMP, CS 引脚电压 -0.3 6.5 V
TJ 结温范围 -40 150
TSTG 存储温度 -65 150
ESD (HBM) 人体模型静电放电 - 2 kV
推荐工作条件(Recommended Operating Conditions)
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
VDD 输入电压 正常工作 10 - 32 V
结温范围 工作结温 -40 - 125
环境温度 工作环境 -40 - 85
关键电气特性(典型值,TA=25℃,VDD=15V)
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VDD 启动阈值 VTH_ON 14 16 18 V
VDD 关断阈值 VTH_OFF 6.5 7.5 8.5 V
启动电流 IDD_ST - - 1.5 μA
工作电流 IDD_OP, VCOMP=0V - 1.5 2.5 mA
正常模式频率 fOSC 60 65 70 kHz
待机功耗(5V) Pin_standby - <30 - mW
驱动源/灌电流 IOUT - 300/-300 - mA
自适应OVP阈值(Vo_OVP) 随Vo调整 - - - -
OCP延迟时间 tDLY_OCP - 60 - ms
SmartJitter抖动幅度 Δf/f - ±5 - %

6. 工作原理与设计指导

6.1 自适应环路增益控制

对于宽输出电压范围(5V~20V),系统环路增益随输出电压变化显著。CXAC85363 通过DMAG引脚实时检测辅助绕组反射电压,内部逻辑根据当前输出电压自动调整误差放大器的跨导和补偿网络参数,确保穿越频率和相位裕度在全输出范围内保持稳定,避免低压满载时振荡或高压轻载时响应迟缓。

6.2 自适应输出过压保护(Adaptive OVP)

传统OVP阈值固定,在宽输出电压应用中可能导致低压档位误触发或高压档位保护不足。CXAC85363 利用DMAG引脚感知输出电压,动态调整OVP触发阈值(除特定版本外),使其始终高于当前输出电压一定比例(典型为+20%),既可靠保护后级电路,又避免误动作。

6.3 自适应过流保护(Adaptive OCP)

为满足LPS安全要求(输出电流不得超过8A),芯片根据输出电压自动降低限流点。当输出为5V时,限流阈值自动降低,确保最大输出功率不超过100VA;当输出为20V时,允许更大的电流限制,实现全电压范围内的安全功率控制。

6.4 SmartJitter技术

CXAC85363 采用专有的SmartJitter技术,在所有工作模式(CCM、QR、绿色模式、突发模式)下均能保持有效的频率抖动,将开关能量分散到更宽的频带,显著降低传导和辐射EMI。与普通频率抖动相比,SmartJitter在谷底开关和深度扩展谷底条件下仍能保持足够的抖动幅度,确保EMI余量。

6.5 超低待机功耗(<30mW)

通过智能绿色模式(Green Mode)和突发模式(Burst Mode)的组合,在5V待机条件下,芯片将开关频率降低至最低水平,并以间歇性脉冲维持输出,输入功耗低于30mW。同时,芯片内部消耗电流极小(<2mA),辅助供电电路损耗也经过优化,整体待机性能领先。

6.6 保护机制详解

  • Brown-In/Brown-Out: 通过DMAG引脚检测大电容电压,当输入电压过低时关断驱动,防止欠压工作;电压恢复后自动重新启动。
  • VDD OVP: VDD电压超过阈值(典型32V)时关断,保护芯片。
  • 输出OVP/UVP: 通过DMAG引脚检测输出电压,异常时触发保护,自动恢复。
  • 次级整流器短路保护(SRSP): 检测到CS电流上升斜率异常,数个周期内快速关断。
  • 外部过温保护(External OTP): 通过外部NTC电阻和分压网络设定保护温度点,灵活可调。

关键设计公式:

峰值电流设定:Ipk = VCS_TH / RCS(VCS_TH典型值0.5V)

输出功率近似:Po ≈ 0.5 × Lp × Ipk² × fOSC × η

自适应消隐时间(参考类似设计):tBLK ≈ 1.8μs + 1.75 (μs/V) × VCS_PK

7. 基于 CXAC85363 的 65W USB PD 电源设计实例

设计目标:65W USB PD 适配器,支持 5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/3.25A,输入90-265V AC,待机功耗<30mW(5V),效率>90%。

  • 控制器选型: CXAC85363(初级)+ CXUS7762(次级PD协议芯片)。
  • 变压器设计: 反激变压器,Lp=400μH,匝比 NP:NS:NA = 24:6:5。
  • 启动电路: 外部启动电阻(典型2MΩ)配合VDD电容(10μF)。
  • 电流检测: RCS = 0.25Ω(峰值电流约2A)。
  • 反馈网络: COMP脚接光耦(PC817)与TL431,实现精准稳压。
  • DMAG分压: RDMAG1/RDMAG2根据Brown-In/Out和OVP阈值计算。
  • 外部OTP: PRO脚(若支持)外接NTC电阻(10kΩ,B=3435)与分压电阻。

详细设计流程请参考数据手册或咨询FAE。

设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85363 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)、应用笔记及FAE技术支持。联系FAE获取完整设计包。

8. PCB 布局建议(反激电源)

  • DMAG分压网络: 电阻分压器应靠近DMAG引脚,走线远离开关节,可加小电容(10~22pF)滤除噪声。
  • VDD电容: 紧贴VDD和GND引脚,回路面积最小。
  • CS引脚滤波: 建议在CS与GND间并联100pF~220pF电容,并靠近芯片。
  • GATE驱动回路: 从GATE到MOSFET栅极、再从源极返回GND的路径应宽而短,栅极串联电阻(10~22Ω)抑制振铃。
  • 地线分离: 功率地与信号地单点连接,避免高频电流干扰控制回路。
  • COMP引脚: 补偿网络靠近COMP脚,避免噪声耦合。
  • 热管理: SOT-23-6封装功耗约0.39W,注意铜箔散热。

9. 订购信息与技术支持

CXAC85363 提供多种版本(如xA、LCA等),以适配不同应用需求(如是否支持自适应OVP等)。所有版本均采用 SOT-23-6 封装,无铅、RoHS合规且无卤素。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持,包括评估板、参考设计、应用笔记和FAE现场支持。

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