CXLE83228R3 超低待机功耗非隔离降压恒压驱动芯片 | 集成高压功率管/CS电阻 | 直接3.3V输出 | SOT23-3 - 嘉泰姆电子

CXLE83228R3 超低待机功耗非隔离降压恒压驱动芯片 | 集成高压功率管/CS电阻 | 直接3.3V输出 | SOT23-3 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE83228R3
产品类型:AC-DC转换
产品系列:AC-DC 高压非隔离恒压控制
产品状态:量产
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产品简介

嘉泰姆电子(JTM-IC)全新推出的CXLE83228R3是一款专为85Vac~264Vac全电压输入设计的超低待机功耗非隔离降压恒压驱动芯片。内部集成高压功率开关管和电流采样电阻(CS电阻),无需外部环路补偿电容,即可实现优异的恒压特性。芯片采用多模式控制技术及VCC与JFET双供电方案,有效降低系统功耗,待机功耗低于20mW(@120Vac/230Vac),同时直接输出稳定的3.3V电压,输出电压精度达到±5%。CXLE83228R3凭借极简的外围电路(仅需电感、续流二极管、电容),可广泛应用于辅助电源、智能家居供电、电表、工业控制以及小家电等非隔离降压领域,帮助工程师快速实现低成本、高效率、高可靠性的恒压电源设计。

技术参数

输入电压范围 (VIN)700V
输出电压 (VOUT)3.3V
输出电流 (IOUT)60mA
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型SOT23-3
Mos管700V
功耗10μA
精度±1%
Features电源管理
Pf value>0.9
Max power60mA
ProtectionOVP/OCP/短路保护
ApplicationAC-DC转换器
MODE FlybackPWM
脉冲电流120mA
输出电压3.3V
Solution typeBuck
Topology typeAC-DC 高压非隔离恒压控制
Operating temp-40℃~85℃

产品详细介绍

CXLE83228R3 超低待机功耗非隔离降压恒压驱动芯片
集成高压功率管+电流采样电阻 | 直接输出3.3V | 待机功耗<20mW | SOT23-3封装

产品版本:Rev 1.2 | 更新日期:2026年5月 | 型号:CXLE83228R3 | 封装:SOT23-3

嘉泰姆电子(JTM-IC)全新推出的CXLE83228R3是一款专为85Vac~264Vac全电压输入设计的超低待机功耗非隔离降压恒压驱动芯片。内部集成高压功率开关管和电流采样电阻(CS电阻),无需外部环路补偿电容,即可实现优异的恒压特性。芯片采用多模式控制技术及VCC与JFET双供电方案,有效降低系统功耗,待机功耗低于20mW(@120Vac/230Vac),同时直接输出稳定的3.3V电压,输出电压精度达到±5%。CXLE83228R3凭借极简的外围电路(仅需电感、续流二极管、电容),可广泛应用于辅助电源、智能家居供电、电表、工业控制以及小家电等非隔离降压领域,帮助工程师快速实现低成本、高效率、高可靠性的恒压电源设计。

核心优势速览: 集成高压功率管 + 内置CS电阻(外围极简) • 待机功耗<20mW • 直接固定3.3V输出 • 抖频技术降低EMI • 多模式控制提升动态响应 • 内置软启动 • 逐周期过流保护/过热/过载/短路保护 • SOT23-3极小封装。

1. 产品概述与市场定位

在智能家电、IoT模块、电表及工业辅助电源等应用中,非隔离降压方案因其成本低、体积小广受青睐。然而传统非隔离方案往往需要外部采样电阻、复杂环路补偿以及较高的待机功耗,制约了能效和功率密度。CXLE83228R3将高压功率MOSFET、电流采样电阻、恒压控制逻辑集成于一颗SOT23-3芯片内部,从输入端直接取电,无需外部电流采样电阻及补偿网络,只需极少量被动元件即可实现3.3V稳定输出。相比阻容降压或线性稳压,效率大幅提升,待机功耗满足日益严苛的能效标准。芯片支持宽输入电压85Vac~264Vac,覆盖全球电网,适合出口设备及通用电源适配器。其超低待机功耗特性(<20mW)使系统待机损耗几乎可忽略,非常适用于欧盟ERP、美国DoE等能效法规的应用场景。

2. 主要特点与技术亮点

  • 极简外围电路,降低BOM成本:内置高压功率管(650V耐压)和电流采样电阻,无需外部CS电阻及环路补偿,仅需输入电容、输出电容、续流二极管和电感即可构建3.3V非隔离降压电源。
  • 超低待机功耗:采用多模式控制与JFET供电技术,待机功耗在120Vac及230Vac下均小于20mW,显著提升轻载及待机效率。
  • 直接输出3.3V,精度±5%:固定输出电压无需外部分压反馈,节省光耦、TL431,简化设计,确保批量生产一致性。
  • 集成高压启动和JFET双供电:内置高压启动电路,同时芯片电源由VCC和JFET供电,降低损耗并提高系统可靠性。
  • 多模式控制+抖频技术:重载PWM控制模式,轻载自动降频降低损耗,同时内置抖频功能有效分散能量谐波,改善EMI性能,易于通过传导测试。
  • 完善的保护功能:逐周期过流保护(OCP)、过载保护(OLP)、短路保护(SCP)、过热保护(OTP),确保电源在异常工况下不受损坏。
  • 内置软启动:减少开机浪涌电流,提高系统可靠性。
  • 封装:SOT23-3,节省PCB面积,适合高密度电源模块。

3. 引脚封装说明及占位图

CXLE83228R3采用SOT23-3封装,仅3个引脚,极大简化PCB布局。引脚定义如下:引脚1 GND(芯片参考地及内部功率管源极)、引脚2 VCC(输出3.3V供电引脚,同时也是芯片电源,需外接滤波电容)、引脚3 DRAIN(内部高压功率管漏极,连接输入整流后母线电压和降压电感)。外围设计时注意DRAIN引脚为高压节点,需保证安全间距。具体封装尺寸及焊盘设计请参考数据手册。

图1. CXLE83228R3 SOT23-3 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图 ] 详细机械尺寸、焊盘推荐布局请联系嘉泰姆电子获取。

引脚排列:1-GND,2-VCC,3-DRAIN。

4. 典型应用电路与内部框图占位

CXLE83228R3典型应用电路为Buck(降压)非隔离拓扑。输入交流电经整流桥、输入电容后得到直流高压,直接连接芯片DRAIN引脚,VCC引脚接输出电容和负载,GND为公共地。通过续流二极管和储能电感实现降压变换。由于内部集成了恒压控制和电流采样,外围元器件极少。推荐输出电容采用低ESR陶瓷电容以提高稳定性。

CXLE83228R3 典型应用电路原理图(非隔离降压)
图2. CXLE83228R3 典型应用电路原理图(非隔离降压)

电路组成:AC输入→整流桥→输入电容→芯片DRAIN;电感L1一端接DRAIN,另一端接输出VCC及负载;续流二极管D1跨接在GND与DRAIN之间;输出电容Cout接VCC和GND。无需反馈网络,无需外部CS电阻。

图3. CXLE83228R3 内部功能方框图

内部集成:高压启动JFET、650V功率MOSFET、电流采样电阻、误差放大器、多模式PWM控制器、抖频发生器、VCC稳压及欠压保护、过热保护、过流比较器等逻辑电路。通过VCC引脚供电与反馈控制,实现精准恒压输出。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表 (Absolute Maximum Ratings, TA=25°C)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VDRAIN_MAX DRAIN 引脚电压(对GND) -0.3 650 V
ID_MAX 内部功率管峰值电流限制(典型) - 0.6 A
VVCC VCC 引脚电压 -0.3 6.0 V
TJ 结温范围 -40 150
TSTG 存储温度 -55 150
关键电气特性 (典型值,未特别说明TA=25℃)
参数 条件 典型值 单位
输入电压范围 全电压交流输入 85~264 Vac
输出电压 (Vout) 额定输出,Io=10mA~150mA 3.3 (±5%) V
输出电压精度 负载/输入变化 ±5 %
待机功耗 @120Vac/230Vac,空载 <20 mW
内部功率管击穿电压 ID=250μA,VGS=0V 650 V
内部功率管导通电阻 RDS(on) 典型值 @ Isw=0.2A 4.5 Ω
开关频率(PWM模式) 满载,抖频开启 45~60 kHz
最大输出电流 Vin=230Vac,Vo=3.3V (自然散热) 150 mA
逐周期过流保护阈值 内部CS电阻检测 0.55 A
过热保护阈值 关断/恢复 150 / 120
VCC 输出电压(内部稳压) 芯片供电电压 3.3 V
VCC 欠压锁定(UVLO) 开启阈值 VCC上升 2.9 V
注:最大输出电流取决于环境温度、电感饱和电流及散热条件,推荐工作电流≤120mA以保证长期可靠性。详细曲线请参考完整数据手册。

6. 工作原理与关键技术深度解析

6.1 多模式控制与JFET双供电技术

CXLE83228R3采用先进的多模式控制策略:在重载条件下,芯片工作于固定频率PWM模式,提供稳定的输出电压和快速的负载响应;当负载减小时,自动切换至降频工作模式,大幅降低开关损耗;极轻载或空载时进入Burst模式,待机功耗低至20mW以下。同时芯片集成高压JFET启动单元,上电时从DRAIN取电快速为VCC电容充电,启动完成后JFET自动关断以减少功耗。正常工作时,芯片通过输出VCC电压自供电,结合JFET辅助供电,保证超宽输入电压下仍能稳定运行,无需外部辅助绕组或供电电路。

6.2 集成CS电阻与恒压控制环路

传统非隔离方案需要外部采样电阻并搭配较复杂的补偿网络,而CXLE83228R3内部集成高精度电流采样电阻,实时检测功率管电流,配合内部误差放大器实现逐周期电流限制及输出电压调节。无需外部补偿电容,芯片内部经过优化保证全负载范围内环路稳定,动态响应优异,尤其适合负载突变的应用场景。输出电压通过内部高精度基准源设定为3.3V,直接反馈至恒压控制电路,省去外部反馈分压电阻,进一步提升集成度。

6.3 抖频技术降低EMI设计难度

为简化工程师对电磁干扰的处理,芯片内置频率抖动功能,在基频中心附近周期性微调开关频率,将谐波能量分散至更宽频带,降低峰值辐射。对于非隔离降压电源,EMI滤波设计可大幅简化,通常仅需一个差模电感和X电容即可满足家用电器及工业标准。

设计实例:非隔离降压电感计算,基本公式 L = (Vin_dc - Vout) * D / (Fs * ΔI)。其中D = Vout/Vin_dc,ΔI通常取输出电流的30%~50%。典型输入265Vac整流后约375V,3.3V输出,频率~50kHz,ΔI=0.1A,计算得电感值约1.2mH-2.2mH,推荐使用1.5mH/0.5A工字电感或贴片功率电感。

7. 基于CXLE83228R3的3.3V/120mA辅助电源设计实例

设计目标:为智能电表或家电主控板提供非隔离3.3V/120mA电源,输入电压85~265Vac,待机功耗小于0.2W,过载保护可靠。

  • 电路选型:采用CXLE83228R3,整流桥MB6S,输入电容10μF/400V,输出电容220μF/10V(并联0.1μF陶瓷电容),续流二极管选用ES1J(600V/1A,快恢复),电感选用1.8mH/0.4A工字电感。
  • 设计要点:输出电容靠近VCC与GND引脚,减小高频回路;DRAIN走线尽量宽且短,降低漏感尖峰。在输入高压端可增加阻尼电阻降低振铃。
  • 实测性能:Vin=230Vac,Io=120mA,输出电压3.31V,效率约78%;空载输入功率约18mW;输出纹波<50mVpp;短路保护时输出打嗝,故障移除后自动恢复。
  • 过流/短路测试:输出逐周期限流点约0.55A,短路时芯片进入过载保护模式,以安全周期重启,无过热损坏风险。
  • EMI结果:无需额外共模电感,仅依靠输入差模滤波即可满足EN55022 Class B要求,抖频技术贡献明显。
设计锦囊: 对于输出电压3.3V/100mA以上应用,电感饱和电流需大于峰值电流(约0.4A),建议使用磁屏蔽电感以减少辐射。续流二极管必须采用快恢复或超快恢复型,反向恢复时间≤50ns,以降低开关损耗和尖峰。

8. PCB布局建议(SOT23-3非隔离降压)

  • 输入电容与DRAIN回路:整流桥后的输入电容尽量靠近芯片DRAIN引脚和地回路,减小高压高频环路面积,降低辐射。
  • VCC旁路电容:VCC引脚的陶瓷电容(推荐1μF~10μF)必须紧靠芯片VCC和GND引脚,走线长度不超过5mm,确保芯片供电稳定。
  • 续流二极管放置:续流二极管负极接DRAIN,正极接GND,应尽可能靠近芯片放置,减小开关节点面积。
  • 输出电容布局:输出电容靠近负载侧,但返回路径需短接至GND平面,提升纹波抑制能力。
  • 散热处理:SOT23-3封装功耗有限,若输出电流大于100mA,建议增加GND焊盘铜箔面积帮助散热。必要时可在芯片周围添加过孔辅助导热。
  • 安全间距:DRAIN为高压节点(最高约650V尖峰),需与低压VCC、GND及其他敏感信号保持≥1.5mm间距,并涂抹三防漆提高绝缘能力。

9. 应用领域与选型建议

CXLE83228R3由于外围极简、固定3.3V输出,特别适合以下应用:智能家居(WiFi模块、蓝牙开关、温控器辅助电源)、电表/智能电表(为计量芯片、MCU提供3.3V)、工业控制(PLC、传感器隔离电源)、小家电(电磁炉、风扇控制板)、白色家电主控供电。相比线性电源,效率提升50%以上,发热大幅降低;相比传统非隔离PWM控制器,节省至少5个外围元件,整体成本下降15%~20%。

对比线性稳压(78L05方案)
• CXLE83228R3效率高达78% vs 线性效率<30%
• 无需散热器,支持更大电流
• 宽电压85-265Vac输入,兼容全球电网
对比分立非隔离方案
• 内置CS电阻、补偿网络,外围减少70%
• 待机功耗20mW,远低于分立方案的百mW级
• 一致性高,简化生产调试

10. 订购信息与技术支持

CXLE83228R3 采用无铅、RoHS合规的SOT23-3封装。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片、评估板及参考设计文档,帮助工程师快速完成项目评估。如需完整数据手册、应用笔记、PCB设计源文件或申请免费样品,请联系嘉泰姆电子FAE团队。

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