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EnglishCXAC85309H 集成MOSFET磁耦通讯QR反激驱动器
内置800V高压MOSFET · AdaptiveCOT控制 · 磁耦通讯 · 待机功耗<30mW · 支持宽输出电压
更新时间：2026年4月 | 产品型号：CXAC85309H
嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXAC85309H 是一款高性能、高集成度、低待机功耗、高频准谐振反激驱动芯片。内置800V高压MOSFET，集成高压启动电路、高压辅助供电电路，适用于高效率、小体积、高可靠性、宽输出电压范围的35~55W反激变换器应用。芯片支持自适应COT控制方式，接收和解调配对的副边控制器发送到原边的脉冲信号，同时检测原边漏极电压谷底，控制原边功率管的开通，实现较高的效率。采用AdaptiveCOT控制方式和原副边磁耦通讯，大幅度降低了控制电路的静态工作电流，使得系统待机功耗小于30mW，可以满足待机功耗要求较高的应用场合。辅助供电引脚耐压可达150V，能满足宽输出电压范围（如PD/PPS的3-21V）。内置完备保护功能，包括Brown-in/out、输入高压保护、CS引脚开路/短路保护、次级整流管短路保护、输出过压保护、VCC过压/欠压保护、反馈环开路保护、LPS、过温保护等。采用ESOP-10封装，具备较好的散热性能和爬电距离。
1. 产品概述与优势
CXAC85309H 是一款高性能原边准谐振反激控制器，内置800V/4A高压功率MOSFET，专为35-55W快充和适配器设计。芯片采用磁耦通讯技术与副边控制器（如CXAC85310BX/CXAC85311）配合，实现副边主控的AdaptiveCOT控制，具有超快动态响应、无需环路补偿、待机功耗极低（<30mW）等优点。辅助供电引脚（AUX）耐压150V，可直接从宽范围输出电压（3-21V）的辅助绕组取电，无需复杂的LDO电路，非常适合USB-PD/PPS可编程电源。集成QR谷底开通技术，在轻载和重载下均能优化开关损耗和EMI。最高开关频率可达140kHz，有助于减小变压器体积。芯片内置抖频功能，进一步改善EMI。ESOP-10封装底部散热PAD为DRAIN，兼顾散热与安规爬电距离。
2. 主要特点与技术亮点
- 内置800V高压MOSFET（RDS(on)=1.2Ω典型值），连续漏极电流4A
- 集成高压启动电路（HV引脚），启动后自动关闭以降低损耗
- AUX辅助供电引脚耐压150V，满足3-21V宽输出电压范围（PD/PPS）
- 自适应COT控制，接收副边脉冲信号，动态响应极快
- 磁耦通讯，静态工作电流小，待机功耗<30mW
- 准谐振（QR）谷底开通，优化效率并降低EMI
- 最高开关频率140kHz，支持小型变压器设计
- 抖频调制（fM = fs/128），分散EMI能量
- 完备保护：输入欠压/过压保护、CS开路/短路保护、次级整流管短路保护、输出过压保护、VCC过压/欠压保护、反馈开环保护、LPS输出限功率保护、过温保护
- ESOP-10封装，底部DRAIN PAD散热良好，满足爬电距离要求
3. 引脚封装与说明
CXAC85309H 采用ESOP-10封装，底部散热PAD为DRAIN（与9、10脚连通）。引脚定义如下：
| 管脚号 | 管脚名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | NC | 无连接，可悬空 |
| 2 | RX | 信号接收引脚，用于接收副边发送的控制信号，直接连接磁耦隔离器 |
| 3,4 | VCC | 芯片供电引脚，建议接0.1μF陶瓷电容到GND |
| 5 | GND | 芯片地 |
| 6 | DEM | 漏极电压谷底检测引脚，同时用于检测输出电压（辅助绕组） |
| 7 | AUX | 辅助供电引脚，连接到辅助绕组整流滤波电容正端 |
| 8 | CS | 电流采样输入端，外接采样电阻到GND |
| 9,10,底部PAD | DRAIN | 功率MOSFET漏极，连接变压器初级 |
| 11 | HV | 高压启动引脚，同时用于检测输入电压 |
图2. CXAC85309H 引脚封装图 (ESOP-10，底部PAD为DRAIN)
[ 封装外形示意图 ] 详细尺寸参见数据手册机械图。
4. 典型应用电路
图1. CXAC85309H 典型应用电路（磁耦通讯QR反激）
电路组成：CXAC85309H 与磁耦隔离器（如CXAC85312）及副边控制器（如CXAC85310BX/CXAC85311）配合。HV引脚接母线电压正端，DRAIN接变压器初级，AUX接辅助绕组供电，RX通过磁耦连接副边TX，CS电阻设定峰值电流，DEM接辅助绕组分压电阻。外围简洁，支持宽输出电压快充。
* 完整电路原理图可参考数据手册或联系FAE获取参考设计。
5. 极限参数与电气特性（工程师必读）
为保证系统可靠性，设计时请勿超出极限参数。CXAC85309H 内置MOSFET漏源耐压800V，工作结温范围-40℃~150℃。
极限参数表
| 符号 | 参数 | 范围 | 单位 |
|---|---|---|---|
| VDS | 功率管漏源电压 | -0.3 ~ 800 | V |
| VAUX | AUX引脚电压 | -0.3 ~ 150 | V |
| VCC | VCC引脚电压 | -0.3 ~ 36 | V |
| PDMAX | 最大功耗 (注2) | 按热阻计算 | W |
| θJA | 结到环境的热阻 (ESOP-10) | 约 60 | ℃/W |
| TJ | 工作结温范围 | -40 ~ 150 | ℃ |
关键电气参数（典型值 Ta=25℃）
| 符号 | 描述 | 条件 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| VCC_ON | VCC启动阈值 | VCC上升至开启 | 15.5 | V |
| VCC_UVLO | VCC欠压保护 | VCC下降至关断 | 8.0 | V |
| VCC_AUX | LDO稳压输出 | AUX供电时 | 12.9 | V |
| VBR_IN | Brown-In 电压 | HV引脚 | 100 | V |
| VBR_OUT | Brown-Out 电压 | HV引脚 | 90 | V |
| VHV_OVP | 输入过压保护阈值 | HV引脚 | 440 | V |
| VCS_MAX | CS最大限流值 | - | 315 | mV |
| VCS_MIN | CS最小限流值 | - | 95 | mV |
| fs_MAX | 最高开关频率 | - | 140 | kHz |
| RDS_ON | 功率管导通电阻 | VGS=10V, ID=2A | 1.2 | Ω |
| BVDS | 功率管击穿电压 | ID=1mA | 800 | V |
6. 工作原理与设计要点
高压启动与VCC供电
CXAC85309H 的HV引脚直接连接整流后的高压直流（母线电容正端）。上电后，内部高压电流源对VCC电容充电：VCC≤1V时充电电流0.2mA；VCC>1V后充电电流1.6mA，防止短路发热。同时，由于VCC与AUX之间有二极管，充电电流也会给AUX电容充电。当VCC达到VCC_ON（15.5V）时，高压电流源关闭，芯片启动，由AUX和VCC电容共同供电。正常工作时，辅助绕组产生的电压通过AUX引脚经内部LDO稳压至VCC_AUX（约12.9V）为芯片供电。AUX引脚耐压150V，允许辅助绕组电压在宽范围内变化，完美适配PD/PPS的3-21V输出电压。若辅助供电不足导致VCC下降至VCC_HV-（约9.3V），高压电流源会再次开启补充供电，但高压供电损耗较大，正常应用中需保证辅助供电充足。
启动过程与磁耦通信建立
系统首次上电时，副边控制器尚未建立VDD，不会发送脉冲。CXAC85309H 自主进行原边反馈（DEM引脚检测辅助绕组电压，参考电压VDEM_REF=0.53V），将输出电压稳定在约3.3V，此时峰值电流限制为正常值的一半，起始开关频率16kHz。当副边控制器启动后，开始通过磁耦隔离器向原边发送脉冲信号。CXAC85309H 的RX引脚接收到有效脉冲后，停止原边反馈，进入副边主控的AdaptiveCOT模式。若在启动后tAR_ON（80ms）内未收到有效脉冲，则进入自动重启（停止工作1.5s后重试）。芯片还内置RX开路保护：启动前检测RX引脚电压，若高于220mV则判定为开路并锁定，只有VCC欠压才能清除。
信号接收与控制方式
RX引脚接收副边发送的负脉冲（宽度20ns典型值）。芯片根据接收脉冲的频率调节原边峰值电流。AdaptiveCOT控制逻辑：当负载轻、开关频率低于25kHz时，维持CS峰值在VCS_MIN（95mV）；频率上升到25kHz后，增加峰值电流直至VCS_MAX（315mV）；负载继续加重时，维持峰值电流不变，开关频率从25kHz升至85kHz（PWM区间1），之后进一步提升至140kHz（PWM区间2）。这种控制方式在轻载时保持低峰值电流和低频率，优化待机功耗；重载时提升频率，减小变压器体积。低压输入时，芯片会适当降低峰值电流，提前升高频率以优化效率。
准谐振谷底开通
芯片通过DEM引脚检测辅助绕组电压，当漏极电压振荡至谷底时开通功率管。QR模块只在功率管关断后的31μs内工作，超过31μs则不再强制谷底开通（轻载时自由振荡衰减，谷底好处不明显）。当原边收到副边有效脉冲后，延迟3μs，在此期间若检测到谷底则谷底开通；若未检测到谷底，则3μs后直接开通。这种机制在重载时显著降低开关损耗，在轻载时确保可靠开通。
电流检测与前沿消隐
CS引脚外接采样电阻，逐周期限制原边峰值电流。内置前沿消隐（LEB）时间250ns，避免开通尖峰误触发关断。CS开路保护：启动前上拉40μA电流，若CS电压高于1V则判定为开路并锁定。CS短路保护：启动后前几个周期，导通tCS_SCP（约1.26-3.5μs）时检测CS电压，若低于63mV且连续2次发生，则判定为短路并自动重启。
保护功能详解
- 输入欠压/过压保护：HV引脚实时监测母线电压。电压低于VBR_OUT（90V）并持续30ms触发Brown-Out；高于VHV_OVP（440V）并持续5μs触发输入过压保护。保护后停止开关，自动重启。
- 次级整流管短路保护：采用二级过流保护，LEB时间缩短至50ns，比较阈值提升至1.5倍VCS_MAX（约472mV）。连续2个周期触发则判定短路，自动重启。
- 输出过压保护：DEM引脚电压连续5个周期超过VDEM_OVP（2.5V）时触发，自动重启。
- VCC过压/欠压保护：VCC>36V触发OVP；VCC<8.0V触发UVLO，系统复位。
- 反馈开环保护：长时间收不到有效RX脉冲，自动重启。
- LPS输出限功率保护：检测到输出电流连续80ms超过8A时触发保护，自动重启。
- 过温保护：结温145℃关断，102℃恢复。
7. 基于CXAC85309H的45W PD快充设计实例
目标规格：输出5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A（45W），配合嘉泰姆副边控制器CXAC85311和磁耦隔离器CXAC85312。
① 变压器设计：PQ2620磁芯，原边电感量约0.8mH，匝比Np:Ns:Naux = 45:7:8，原边峰值电流约1.2A。
② CS电阻：Rcs = VCS_MAX / Ipk = 0.315V / 1.2A ≈ 0.26Ω，取0.25Ω。
③ HV启动电阻：可直接连接母线电容正端，无需外接电阻（内部电流源限流）。
④ AUX供电：辅助绕组整流后经10Ω电阻和22μF电容滤波，连接AUX引脚。由于AUX耐压150V，即使20V输出时辅助绕组电压升高（约23V），仍可安全供电。
⑤ DEM分压电阻：检测辅助绕组电压，用于原边启动时的反馈和输出过压保护。通常RFB1=100kΩ，RFB2=10kΩ。
⑥ VCC电容：0.1μF瓷片电容紧靠VCC和GND引脚。
⑦ 布局要点：功率环路（母线电容→变压器初级→芯片DRAIN→CS电阻→GND）面积最小；磁耦RX走线短且远离DRAIN；芯片底部DRAIN PAD铺铜散热，但面积不宜过大以控制EMI。
技术设计支持： 嘉泰姆电子提供完整的磁耦通讯反激参考设计、变压器规格书及PCB布局指南。工程师可通过以下方式获取一对一技术支持：
邮件：ouamo18@jtm-ic.com | 致电：13823140578 | 在线技术支持中心
8. PCB Layout 专业建议
- 为了降低辐射干扰，应减小高频功率环路面积：初级母线电容、变压器初级绕组和芯片DRAIN/CS/GND组成的环路面积尽可能小；次级绕组、整流二极管和输出滤波电容环路面积尽可能小；初级钳位电路环路面积尽可能小。
- VCC电容（0.1μF）需靠近VCC和GND引脚放置，提升抗干扰能力。
- CS电阻尽量靠近CS引脚和GND引脚，采用开尔文连接减小寄生电感。
- 磁耦隔离器的GND需单独连接到芯片GND引脚，RX走线应短且与磁耦输出并行走线，不要铺大铜皮，远离DRAIN、钳位电路等强干扰源。
- 芯片的DRAIN引脚（底部PAD）是主要散热途径，但由于DRAIN属于EMI动点，在满足散热的条件下铺铜面积应尽量小。
- 应将Y电容放置在初级输入滤波电容正端和次级滤波电容地之间。如果输入端使用了π型EMI滤波器，滤波电感应放置在输入滤波电容的负极之间。
- ESD放电针应直接连接在初级输入滤波电容正端和次级滤波电容地（或输出正端）之间，并远离芯片控制电路。
- HV引脚走线注意安规距离（爬电距离），与低压引脚保持足够间距。
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