CXAC85365 双向控制PWM控制器 | ZVS零电压开关 | USB PD可程控电源

CXAC85365 双向控制PWM控制器 | ZVS零电压开关 | USB PD可程控电源

产品型号:CXAC85365
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

CXAC85365 是一款集成双向控制逻辑的高性能PWM控制器,通过脉冲变压器实现ZVS零电压开关脉冲发送与反馈信号接收,支持USB PD和可程控电源适配器。内置自适应OVP/OCP、环路增益控制,VDD范围8V-64V,驱动能力200mA/-300mA,待机功耗低,具备全面保护功能。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135kHz
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
ProtectionOVP
ApplicationAC-DC转换器
Mos管Yes
精度±1%
功耗< 30mW
Topology typeAC-DC SSR控制
MODE FlybackQR/Valley Switching Multi-Mode
Operating temp-40℃~85℃
FeaturesCurrent Mode Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;OCP;OVP;PWM;SCP;UVP
UVLO ON (V)17
UVLO OFF (V)6.4
VDD OVP (V)37
Switching Frequency Peak (kHz)135
Peak load ApplicationNo
HV Start-upYes
Programmable Burst/Green-modeNo
Brown-in/outYes (Buck cap.Side)

产品详细介绍

CXAC85365 双向控制PWM控制器
集成ZVS零电压开关 | 自适应保护 | VDD 8V-64V | 驱动200mA/-300mA

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAC85365 | 封装:SOT-23-6

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85365 是一款高度集成的双向控制PWM控制器,专为USB PD和可程控电源适配器设计。该芯片与次级侧控制器(如CXUS7763E)配合,通过单一脉冲变压器同时实现ZVS(零电压开关)脉冲信号发送和次级反馈信号接收,在提升转换效率的同时大幅降低高输入电压下MOSFET的发热量。

CXAC85365 内置自适应控制逻辑,通过DMAG引脚感知输出电压,动态调节环路增益以保证系统稳定,并自动调整电流限制阈值以满足LPS(受限电源)安全要求。芯片支持8V至64V的宽VDD电压范围,集成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)等全面保护功能。其多模式PWM操作、SmartJitter™技术以及轻载/空载下的节能模式和零占空比模式,确保了全负载范围内的高效率与低待机功耗。

核心优势: 双向控制(单脉冲变压器传信号+ZVS) + 自适应OVP/OCP/环路增益 + 零占空比模式 + VDD 8-64V + 驱动200mA/-300mA + SmartJitter™降EMI + 全面保护。助力工程师实现高效、低温升、易过认证的USB PD电源设计。

1. 产品概述与市场定位

在USB PD和可程控电源适配器中,系统需要在宽输出电压范围(5V~20V)内保持高效率,同时满足严格的EMI和待机功耗标准。传统的反激控制器在高压输入和重载条件下开关损耗较大,导致MOSFET温升过高,影响可靠性。CXAC85365 通过双向控制技术实现ZVS零电压开关,显著降低开关损耗,提升效率并改善热性能。其自适应环路增益和过流保护机制简化了宽输出电压应用的设计,配合CXUS7763E次级控制器可构建鲁棒性极高的电源系统,能够在各种设备、电缆、插头座的误连接状态下有效保护。

2. 主要特点与技术亮点

双向控制
单脉冲变压器传递ZVS脉冲和反馈信号
ZVS零电压开关
降低开关损耗,改善高输入电压下MOSFET温升
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
自适应环路增益
全输出范围保持系统稳定
零占空比模式
轻载/空载时进入节能模式,降低待机功耗
宽VDD范围
8V~64V,适应各种辅助绕组设计
驱动能力
200mA/-300mA
SmartJitter™技术
降低EMI辐射
全面保护
Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP、外部OTP
  • 可调线路补偿: 通过CS引脚电阻实现精确的线缆压降补偿。
  • 多模PWM操作: 根据负载自动切换工作模式,优化效率。
  • 高输入电压和重载时的不连续零电压切换: 提高重载效率。
  • 自动恢复(Auto-Recovery): 故障消除后自动重启。

3. 引脚封装与说明

CXAC85365 采用 SOT-23-6 封装,引脚功能包括:VDD(电源)、GND(地)、GATE(栅极驱动)、CS(电流检测)、COMP(反馈/双向通信)、DMAG(消磁/电压检测)。其中COMP和DMAG引脚配合脉冲变压器实现ZVS脉冲发送和反馈信号接收。详细引脚排列请参考数据手册。

图1. CXAC85365 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. CXAC85365 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 → CXUS7763E协议控制器 → 输出。CXAC85365通过脉冲变压器与CXUS7763E双向通信,实现ZVS控制和输出电压/电流调节。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAC85365 内部功能方框图

内部集成:双向通信接口、ZVS脉冲发生器、多模式PWM控制器、自适应环路增益控制、自适应OVP/OCP、SmartJitter™频率抖动、零占空比/节能模式控制、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 70 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 8 - 64 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 - 1.6 2.5 mA
正常模式频率 fOSC 60 65 70 kHz
驱动源/灌电流 IOUT - 200/-300 - mA
电流检测阈值 VCS_TH 0.45 0.5 0.55 V
ZVS脉冲宽度 tZVS - 可编程 - -
自适应OVP阈值 自适应 - - - -
SmartJitter抖动幅度 Δf/f - ±5 - %

6. 工作原理与设计指导

6.1 双向控制与ZVS零电压开关

CXAC85365 通过COMP和DMAG引脚连接脉冲变压器,实现与次级侧控制器(如CXUS7763E)的双向通信。在重载和高输入电压条件下,芯片根据次级侧反馈信息,主动发送ZVS脉冲信号,控制初级MOSFET在漏极电压谷底导通,实现零电压开关。这大幅降低了开关损耗,特别是在高压输入时,可显著降低MOSFET温升,提高系统可靠性和效率。

6.2 自适应环路增益与保护

DMAG引脚实时感知输出电压,芯片内部自适应逻辑根据输出电压动态调整环路增益,确保全输出范围(5V~20V)内系统稳定。同时,自适应过流保护根据输出电压自动调整限流阈值,满足LPS安全要求(输出电流不超过8A),自适应输出过压保护则根据当前输出电压设定合理的OVP触发点,避免误动作或保护不足。

6.3 零占空比模式与节能模式

在轻载或空载条件下,芯片自动进入零占空比模式(Zero Duty Mode)或节能模式,通过间歇性驱动或完全停止开关脉冲,将待机功耗降至最低。配合SmartJitter™技术,在轻载时仍能保持有效的频率抖动,确保EMI性能不受影响。

6.4 全面保护机制

  • Brown-In/Brown-Out: 通过DMAG或专用引脚检测输入电压,防止欠压工作。
  • VDD OVP: VDD电压超过阈值时关断驱动,保护芯片。
  • 输出OVP/UVP: 可编程阈值,通过DMAG检测输出电压异常。
  • SRSP(次级整流器短路保护): 检测CS电流斜率,快速关断。
  • 外部OTP: 通过外部NTC电阻和分压网络可编程设定。

关键设计公式:

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

ZVS脉冲宽度与变压器参数相关,需参考数据手册计算。

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

7. 基于 CXAC85365 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,效率>92%,待机功耗<50mW。

  • 控制器: CXAC85365 + CXUS7763E(次级协议控制器)。
  • 变压器: 反激,Lp=350μH,匝比 NP:NS:NA = 24:6:5,需优化漏感以实现ZVS。
  • 电流检测: RCS = 0.25Ω(峰值电流约2A)。
  • 脉冲变压器: 选择适当的匝比和电感量,确保ZVS脉冲可靠传递。
  • 反馈通信: 利用COMP和DMAG引脚连接脉冲变压器,实现双向信号传输。
  • 保护配置: 外部OTP通过NTC(10kΩ)设定,Brown-In/Out通过DMAG分压设定。

详细设计请参考数据手册或咨询FAE。

设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85365 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)

  • 脉冲变压器走线: COMP和DMAG引脚连接脉冲变压器的走线应尽量短,避免噪声耦合,必要时加屏蔽地线。
  • VDD电容: 紧贴VDD和GND引脚,建议10μF电容。
  • CS引脚滤波: 在CS与GND间并联100~220pF电容,靠近芯片。
  • GATE驱动: 驱动回路短而宽,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,避免高频干扰。
  • DMAG分压: 电阻分压网络靠近DMAG脚,并加小电容(10pF)滤除噪声。
  • 热管理: SOT-23-6封装功耗有限,注意铜箔散热和通风。

9. 订购信息与技术支持

CXAC85365 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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