CXUS7757K 系列 USB PD 控制器
PD 2.0/3.0 PPS | Source/Sink 双模式 | 内置 MCU

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年9月 | 型号：CXUS7757KD/KJ/KT/KS/KE/KF/KH/KP | 封装：WQFN-16L 4×4 / SOP-10

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7757K 系列是一款高度集成的多功能 USB PD 控制器，通过固件编程可灵活配置为 Source（供电端） 或 Sink（受电端） 工作模式。作为 Source 应用时，CXUS7757K 可用于离线 AC-DC 转换器，内置 分流稳压器、恒压（CV） 和 恒流（CC）控制环路，配合可编程基准电压满足 PPS（可编程电源） 规范；也可与外部 Buck 或 Buck-Boost 控制器配合构成 DC-DC 转换器（如车载充电器），同样满足 PPS 规范。作为 Sink 应用时，芯片简洁、低成本且灵活，可从 Source 请求所需功率；CXUS7757KJ/KT/KS 版本更提供 I²C 接口 和 两个 GPIO，方便由外部 MCU 作为主控灵活使用。芯片采用 WQFN-16L 4×4 或 SOP-10 封装，是 USB PD Type-C 充电器/适配器及扩展坞的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

随着 USB Type-C 和 USB PD 协议的普及，充电器和适配器需要支持更高的功率等级和更智能的电压/电流调节能力。CXUS7757K 系列作为一款 高度集成的 USB PD 控制器，其核心优势在于 灵活的 Source/Sink 配置 和 完善的协议支持。芯片内置的 MCU 和 BMC 收发器可完整处理 USB PD 2.0/3.0 通信，包括 PPS（可编程电源）协议，满足智能手机、笔记本电脑、平板电脑等设备的快充需求。其内置的 分流稳压器 和 CV/CC 控制环路 可直接驱动光耦，实现隔离式 AC-DC 转换器的反馈控制，大大简化了二次侧设计。

CXUS7757K 系列提供多种版本，覆盖不同的应用场景：CXUS7757KD/KJ/KS 采用 WQFN-16L 封装，支持 DP/DM、IFB、VBUS、BLD 等丰富功能；CXUS7757KT 同样采用 WQFN-16L 封装，但增加了 RT 引脚用于远程热敏检测；CXUS7757KE/KF/KH/KP 采用 SOP-10 封装，适合空间受限或成本敏感的设计。所有版本均支持 可编程输出过压保护（OVP）、欠压保护（UVP） 和 固件可编程过流保护（OCP），确保系统安全可靠。

2. 主要特点与技术亮点

• 协议支持：完整支持 USB PD 2.0 和 3.0（PPS），可与各种 Source/Sink 设备协商电压和电流。
• 内置 MCU：集成 Mask-ROM 24kB、OTP-ROM（8kB 或 16kB 依版本而定）和 SRAM 2kB，支持固件编程，灵活实现各种协议和功能。
• 内置 BMC 收发器：集成 USB PD 物理层，无需外部元件即可完成 BMC 编码/解码。
• 宽 VDD 工作范围：3V 至 22V，适应各种输出电压应用。
• 内置分流稳压器：集成 CV/CC 控制环路，可直接驱动光耦，简化隔离式 AC-DC 设计。
• 内置 10 位 ADC：多通道模拟监测，支持电压、电流、温度等信号采集。
• 可编程线缆补偿：通过外部电阻实现线性线缆压降补偿，提高充电精度。
• 输出电容快速放电：BLD 引脚（CXUS7757KD/KJ/KS）或 VDD 引脚（CXUS7757KE/KF/KH/KP/KT）支持可编程放电电流，满足 PD 规范对电压切换时间的要求。
• USBP 引脚：推挽驱动外部 N-MOSFET，实现平滑开通和快速关断，防止 VOUT 过压损坏受电设备。
• 节能模式：待机模式下功耗极低，提升系统效率。
• 完备保护：自适应过压保护（OVP）、自适应欠压保护（UVP）、固件可编程过流保护（OCP），确保系统安全。

3. 典型应用电路

CXUS7757K 系列支持 Source 和 Sink 两种典型应用。Source 应用（如 AC-DC 充电器）中，芯片通过 OPTO 引脚驱动光耦，控制一次侧 PWM 控制器，实现输出电压/电流调节；VFB 和 IFB 引脚分别连接 CV 和 CC 反馈网络。Sink 应用（如笔记本电脑）中，芯片通过 CC1/CC2 与 Source 通信，请求所需电压/电流，并通过 USBP 控制外部阻断 N-MOSFET。不同版本的应用电路略有差异，具体参考数据手册中的简化应用电路图。

图1. 典型应用电路（CXUS7757K Source 应用）

4. 引脚封装图

图2. CXUS7757K 引脚封装图（WQFN-16L 4×4 / SOP-10）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
USBP to GND	阻断 MOSFET 控制	-0.3	32	V
VDD, OPTO, BLD/GPIO2, RT, VBUS/GPIO1	高压引脚	-0.3	28	V
CC1, CC2	Type-C CC 引脚	-0.3	22	V
VFB, IFB, DP, DM, CS+, CS-	反馈与检测引脚	-0.3	7	V
V2	内部 LDO 输出	-0.3	2.5	V
PD @ TA=25°C	WQFN-16L 4×4	—	0.39	W
PD @ TA=25°C	SOP-10	—	0.51	W
TJ	结温	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VDD 供电电压	3	22	V
环境温度范围	-40	105	°C
结温范围	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VDD 开启阈值	—	3.05	V
VDD 关断阈值	—	2.75	V
VDD 工作电流	—	6	mA
VDD 睡眠电流	—	550	μA
VDD 过压保护阈值	—	24	V
V2 LDO 输出	—	1.8	V
CS 增益	寄存器可选	20 / 40	V/V
MCU 振荡频率	—	21.5	MHz

6. 工作原理与设计指导

6.1 电源结构与上电时序

CXUS7757K 由 VDD 引脚供电，内部产生 V5 和 V2 两个稳压输出，为内部电路和 MCU 供电。V2 引脚需外接旁路电容以保证 LDO 稳定性。上电时，当 VDD 超过 VDD_ON（约 3.05V）后，芯片启动，默认输出 5V。一旦检测到 Type-C 连接，UFP 通过 PD 协议发送电压/电流设置，MCU 解码后通过 DAC 编程 VREF_CV 和 VREF_CC，实现精确的 CV/CC 控制。

6.2 恒压（CV）与恒流（CC）控制环路

芯片内置分流稳压器和误差放大器，通过 OPTO 引脚驱动光耦，控制一次侧 PWM 控制器。CV 环路基准电压由 11 位 DAC 产生（VDC_MIN=0.15V 至 VDC_MAX=2.2V），输出电压由 VDD = K_VOUT × VREF_CV 决定（K_VOUT 典型值 10）。CC 环路基准由 10 位 DAC 产生（0 至 1.5V）。电流检测放大器具有极低输入失调电压，增益可通过寄存器设置为 20 或 40，输出信号经 ADC 转换后由 MCU 处理，实现固件可编程过流保护。

6.3 DP/DM 与 CC1/CC2 接口

DP/DM 引脚可通过 ADC 监测，也可重新配置为模拟/数字 I/O。CC1/CC2 引脚符合 USB PD Type-C 规范，作为 DFP 时可提供 80μA、180μA、330μA 三种电流能力，分别对应默认 USB 电流、1.5A 和 3.0A。芯片内置 BMC 收发器，完整支持 PD 通信。

6.4 输出电容快速放电

当连接设备断开或 UFP 请求电压切换时，CXUS7757K 提供额外放电路径，帮助输出电容快速放电。CXUS7757KD/KJ/KS 通过 BLD 引脚驱动外部电阻放电；CXUS7757KE/KF/KH/KP/KT 通过 VDD 引脚内部放电。放电电流可通过寄存器编程（30mA/60mA/90mA/120mA，KT 版本最高 180mA），确保输出电压在 PD 规范要求的 275ms 内完成切换。

6.5 阻断 MOSFET 控制（USBP）

USBP 引脚提供推挽驱动，控制外部阻断 N-MOSFET。当与 UFP 建立通信或检测到 CC 引脚 5.1kΩ 电阻时，N-MOSFET 导通。若发生 VOUT 过压或短路，N-MOSFET 迅速关断，保护受电设备。该功能还可实现平滑开通，避免容性负载导致 VOUT 跌落。

6.6 输出过压保护（OVP）

芯片提供快速关断阻断 N-MOSFET 的备份 OVP 功能，防止光耦老化导致反馈失效。当内部 VDD 相关电压超过可编程阈值 V_{VOUT_OVP}（115%/120%/125% 可选）时，USBP 引脚拉低并锁存，直到 VDD 降至 VDD_OFF 以下。该功能确保系统在异常情况下安全关断。

6.7 外部线缆补偿

通过外部 CV 电阻网络，CXUS7757K 可实现线性线缆补偿。补偿电压由公式 V_COMPENSATION = I_OUT × R_SENSE × (R_FB1/R_FB2) 决定，有效补偿线缆压降，提高充电精度。

7. 版本差异与选型指南

版本	封装	DP/DM	IFB	VBUS	BLD	内置 FB 电阻	OTP ROM	最大放电电流
CXUS7757KD	WQFN-16L	O	O	O	O	X	8kB	120mA (BLD)
CXUS7757KJ	WQFN-16L	O	O	O	O	X	16kB	120mA (BLD)
CXUS7757KT	WQFN-16L	O	O	O	O	X	16kB	180mA (VDD)
CXUS7757KS	WQFN-16L	O	O	O	O	O	16kB	180mA (BLD)
CXUS7757KE	SOP-10	X (DM only)	X	X	X	X	8kB	120mA (VDD)
CXUS7757KF	SOP-10	X (DM only)	X	X	X	X	8kB	120mA (VDD)
CXUS7757KH	SOP-10	X (DM only)	X	X	X	O	16kB	120mA (VDD)
CXUS7757KP	SOP-10	X (DM only)	X	X	X	X	16kB	120mA (VDD)

8. 基于 CXUS7757K 的 65W 氮化镓充电器设计实例

设计目标：一款 65W USB PD 氮化镓充电器，支持 5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A 输出，满足 PD 3.0 PPS 规范。

• 系统配置：一次侧采用氮化镓功率器件和 PWM 控制器，二次侧采用 CXUS7757KD（WQFN-16L）。VDD 由辅助绕组供电，OPTO 驱动光耦反馈至一次侧，VFB 和 IFB 连接 CV/CC 反馈网络。CC1/CC2 连接 Type-C 连接器，USBP 驱动阻断 N-MOSFET。
• PD 协议：固件支持 PD 2.0/3.0 和 PPS，可响应各种 Source Capabilities 和 Request 消息。
• CV/CC 控制：11 位 DAC 提供 0.15V~2.2V 基准，配合 K_VOUT=10 实现 1.5V~22V 输出范围；10 位 DAC 和 CS 放大器实现精确恒流控制。
• 线缆补偿：通过外部电阻网络实现线性补偿，确保线缆末端电压精度。
• 保护功能：自适应 OVP、UVP 和固件可编程 OCP，确保系统安全。

9. PCB 布局建议

• VDD 去耦：VDD 引脚需放置 1μF 陶瓷电容，V2 引脚需放置旁路电容，均靠近引脚。
• OPTO 驱动：OPTO 引脚驱动光耦，走线应短且远离噪声源。光耦输出侧连接一次侧控制器。
• CS 检测：CS+ 和 CS- 应采用开尔文连接至电流检测电阻，走线等长且靠近芯片。
• CC 走线：CC1/CC2 走线应短，远离高频开关节点，建议在连接器侧放置 ESD 保护器件。
• USBP 驱动：USBP 连接外部 N-MOSFET 栅极，走线短且直，避免引入寄生振荡。
• 地平面：使用完整地平面，Exposed Pad 良好焊接，确保散热和信号完整性。

10. 订购信息与技术支持

CXUS7757K 系列提供 WQFN-16L 4×4 和 SOP-10 封装，无铅、RoHS 合规。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、参考设计和 FAE 现场支持。如需了解更多产品信息或获取设计支持，请访问嘉泰姆电子官网或联系我们的技术支持团队。