CXUS7765 低静态电流 USB PD 控制器
PD3.2 SPR/AVS | 内置 MCU | 源/宿双模式 | WQFN-16L / SOP-10

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年9月 | 型号：CXUS7765KS/KT/KTL/KD/KNE/KNH/KA | 封装：WQFN-16L 4×4 / SOP-10

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7765 系列是一款低静态电流 USB Type-C Power Delivery（PD）控制器，专为灵活的 Source（供电端）或 Sink（受电端）应用而设计。芯片内置 MCU 和双相标记编码（BMC）发送器，可管理 PD 协议通信，同时集成 DAC 和 ADC 模块，实现精确的电压和电流调节。作为 Source 控制器，它适用于离线 AC-DC 转换器，或与外部 Buck/Buck-Boost 控制器配合用于车载充电器等 DC-DC 应用。作为 Sink 控制器，它提供简单且经济高效的功率协商方案，配备 I²C 接口和两个 GPIO，增强灵活性并易于与外部 MCU 集成。CXUS7765 系列采用 WQFN-16L 4×4 和 SOP-10 封装，是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等充电器/适配器以及 PoE IoT 设备、智能音箱、投影仪等应用的理想 USB Type-C PD 控制器方案。

1. 产品概述与市场定位

随着 USB Type-C 和快充协议的持续演进，充电器和适配器需要支持 PD3.2 PPS、SPR、AVS 以及各品牌专有协议，并具备低静态功耗、高集成度和高可靠性的特点。CXUS7765 系列作为一款低静态电流 USB PD 控制器，其核心优势在于超低待机功耗和灵活的 Source/Sink 配置。芯片内置的 ARM Cortex-M0 MCU 和 BMC 收发器可完整处理 USB PD3.2 通信，满足智能手机、平板、笔记本等设备的快充需求。其内置的 Shunt Regulator 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。

CXUS7765 系列支持线性线缆补偿，通过内部电路实现精确的线缆压降补偿，提高充电精度。芯片还具备VDD 引脚放电和USBP/GPIO 放电至 Vsafe0V功能，满足 PD 规范对电压切换时间的要求。在安全方面，CXUS7765 系列提供 VDD 自适应过压保护（OVP）、VDD 自适应欠压保护（UVP）、VDD Drop 短路保护（SCP）、限功率源保护（LPS）、可编程过流保护（OCP）、可编程外部和内部过温保护（OTP），确保系统安全可靠。芯片还支持固件在线升级，便于产品维护和功能扩展。CXUS7765 系列采用 WQFN-16L 4×4 或 SOP-10 封装，是小尺寸、高可靠性快充应用的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 协议支持：完整支持 USB PD3.2 PPS、SPR 和 AVS，满足最新快充规范。
• 超低静态电流：正常模式电流 <9mA，睡眠模式 <0.5mA，绿色模式 <0.35mA，显著降低待机功耗。
• 内置 ARM Cortex-M0 MCU：10.8MHz 振荡器，MTP-ROM 16kB（支持 OTP 通过 FT Trim），SRAM，灵活实现各种协议和功能。
• 高精度 ADC/DAC：11 位 ADC 用于引脚信息读取，11 位 DAC 用于恒压调节，10 位 DAC 用于恒流调节。
• I²C 从机接口：100kHz，方便与外部 MCU 通信。
• V5 外部 LDO 输出：用于 PFC/LED 控制。
• 线性线缆补偿：通过内部电路实现线性线缆压降补偿，提高充电精度。
• VDD 引脚放电：可编程放电电流，满足 PD 规范对电压切换时间的要求。
• USBP 或 GPIO 放电至 Vsafe0V：灵活的放电方案，节省 GPIO 资源。
• 内置 N-MOSFET 驱动器：集成电荷泵，直接驱动外部阻断 N-MOSFET。
• 内置 8 位 DAC 软启动：防止容性负载启动时的电压跌落。
• 内置 100mW VCONN 电源：为有源电缆供电。
• 固件在线升级：通过 MTP-ROM 支持固件在线更新。
• 完备保护：VDD 自适应 OVP/UVP、VDD Drop SCP、LPS、可编程 OCP、可编程外部和内部 OTP。

3. 版本对比与选型指南

4. 典型应用电路

CXUS7765 系列支持 Source 和 Sink 两种典型应用。Source 应用中，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 连接 CV 反馈网络，CS+ 和 CS- 连接电流检测电阻，USBP 驱动外部阻断 N-MOSFET，VDD 用于供电和放电。Sink 应用中，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，GPIO2/GPIO3 可作为 I²C 接口与主机通信。

图1. 典型应用电路（CXUS7765 系列 Source 应用）

5. 引脚封装图

图2. CXUS7765 系列引脚封装图（WQFN-16L 4×4 / SOP-10）

6. 极限参数与电气特性（设计参考）

7. 工作原理与设计指导

7.1 电源结构

CXUS7765 系列由 VDD 引脚供电，内部产生 V5 和 V2 两个稳压输出。V5 为内部电路供电，V2 为内部 MCU 供电。V5 还可作为外部 LDO 输出，用于 PFC/LED 控制。

7.2 恒压（CV）与恒流（CC）控制环路

芯片集成两个并联的稳压器，连接到 OPTO 引脚（开漏输出）。每个反馈环路的工作方式类似于传统的 TL431 分流稳压器，但 VOPTO 工作电压范围更宽（0.3V~25V），可支持更宽的输出电压范围。当 VDD 低于开启阈值 VDD_ON 时，OPTO 引脚保持高阻态，确保平滑的上电时序。电压和电流反馈环路的参考电压（VDAC_CV 和 VDAC_CC）分别由 11 位 DAC 和 10 位 DAC 产生，实现高精度 CV/CC 调节。

恒压环路：输出电压由公式 VOUT = KFB × VDAC_CV 决定，其中 KFB = (RFB1+RFB2)/RFB2 = 10（典型值）。

恒流环路：输出电流由公式 IOUT = (VDAC_CC - VCS_OFFSET) / KCS / RCS 决定。

7.3 硬件线缆补偿

与负载电流成比例的补偿电流施加到 VFB 引脚，以补偿线缆电阻上的电压降。用户可根据实际线缆电阻选择补偿设置（RCABLE）。例如，如果线缆电阻为 100mΩ，建议选择 100mΩ 设置。

7.4 N-MOSFET 驱动器

电荷泵驱动集成的阻断 N-MOSFET。软启动功能通过 8 位 DAC 实现，防止在容性负载启动条件下发生电压跌落。

7.5 放电功能

VDD 引脚放电：VDD 引脚提供放电电流控制，充当泄放器，在设备断开或请求较低输出电压（如从 20V 降至 5V）时放电输出电容。放电电流可通过内部寄存器根据功耗进行编程。

USBP 或 GPIO 放电至 Vsafe0V：可使用 USBP 引脚或 GPIO 引脚实现 Vsafe0V 放电。USBP 引脚结合开漏驱动器和硬件比较器，当外部电压降至 Vsafe0V 规格以下时自动关断开漏下拉 MOSFET，节省一个 GPIO 引脚。或者，可以使用 GPIO 引脚进行放电，并通过 ADC 持续监测电压，确保符合 Vsafe0V 规格。

7.6 DP、DM 和 GPIO 引脚功能

DP、DM 和 GPIO 引脚支持多种功能，包括通用输入和开漏输出。它们还可以配置为电流或电压源，并作为 ADC 输入用于电压监测。硬件比较器可实现电压变化检测，并允许设备从省电模式唤醒。

7.7 CC1 和 CC2 引脚功能

CC 引脚连接/断开检测：CC 引脚支持 USB Type-C 规范中的连接/断开检测和电流广播。硬件比较器通过即时响应 CC 引脚上的电压变化来检测连接和断开事件。

PDPHY：USB PD PHY 实现 BMC 收发器，用于通过 CC 通道通信。它支持数据包编码和解码、CRC 生成和校验、SOP/EOP 检测以及时钟恢复。

VCONN：器件集成 VCONN 开关，通过未使用的 CC 引脚为有源或电子标记（e-marked）电缆供电（高达 100mW）。VCONN 路径具有过流保护。

7.8 温度检测

内部：内置温度传感器支持温度报告并提供过温保护（OTP）。

外部：CC1、CC2、DP、DM 和 GPIO 引脚的电流源可向热敏电阻提供电流，使 ADC 能够测量产生的电压。根据热敏电阻的特性表转换该值来计算温度，支持温度报告和过温保护（OTP）。

7.9 保护功能

• VDD 自适应过压保护（OVP）：当与 VDD 相关的内部电压超过可编程阈值（VVDD_OVP）时，阻断 N-MOSFET 立即关断，并向嵌入式 MCU 发送故障标志。
• VDD 自适应欠压保护（UVP）：当与 VDD 相关的内部电压降至可编程阈值（VVDD_UVP）以下时，阻断 N-MOSFET 立即关断，并向 MCU 发送故障标志。
• 限功率源保护（LPS）：通过监测 SR 栅极分压后的电压和电流检测电阻上的电压实现。当 SR 栅极分压超过固件定义的阈值，但电流检测电压低于固件定义值时，触发 LPS 保护。
• 可编程过流保护（OCP）：通过放大电流检测电阻上的电压、添加偏移电压，并用 ADC 转换结果进行电流计算。当测量电流超过用户定义的保护阈值时，触发 OCP。
• 可编程外部和内部过温保护（OTP）：通过内部温度传感器实时监测，或通过 CC1、CC2、DP、DM 或 GPIO 引脚向热敏电阻提供电流进行外部检测。MCU 根据 ADC 读数计算温度，当测量值超过设定阈值时触发 OTP。

8. 基于 CXUS7765 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 PD3.2 PPS、SPR 和 AVS 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 CXUS7765KT（WQFN-16L）。VDD 由辅助绕组供电，OPTO 驱动光耦反馈至一次侧，VFB 连接 CV 反馈网络，CS+ 和 CS- 连接电流检测电阻，USBP 驱动阻断 N-MOSFET，CC1/CC2 连接 Type-C 连接器。
• PD 协议：固件支持 PD3.2 PPS、SPR 和 AVS，可响应各种 Sink 请求。
• CV/CC 控制：11 位 DAC 提供高精度 CV 基准，10 位 DAC 提供 CC 基准，配合 KFB=10 实现精确输出调节。
• 线缆补偿：通过内部 RCABLE 设置实现线性线缆补偿，确保线缆末端电压精度。
• 保护功能：自适应 OVP/UVP、VDD Drop SCP、LPS、可编程 OCP、可编程外部/内部 OTP，确保系统安全。
• 低功耗：正常模式电流 <9mA，睡眠模式 <0.5mA，绿色模式 <0.35mA，提升系统效率。

9. PCB 布局建议

• VDD 去耦：VDD 引脚需放置旁路电容，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- 连接电流检测电阻，走线应短且采用开尔文连接。
• 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。
• V5 去耦：V5 引脚需放置旁路电容，靠近引脚。
• 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

CXUS7765 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。