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EnglishCXAC85314S 自供电同步整流控制芯片
支持DCM/QR · 内置振铃检测 · 正端/负端整流 · 宽输出电压（可低至0V）
更新时间：2026年4月 | 产品型号：CXAC85314S
嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXAC85314S 是一款高集成度、高性能、自供电的同步整流控制芯片，适用于高效率、高功率密度反激变换器应用。芯片支持DCM和QR工作模式，内部电路通过检测同步MOSFET的漏极和源极之间的电压产生理想的驱动信号来控制MOSFET的导通与截止，实现较低的导通损耗。CXAC85314S 能够自适应调节驱动关断的VDS阈值电压，确保在退磁结束前关断驱动。芯片内部使用振铃检测电路，避免了在DCM模式下由于自由振荡引起误开通而导致的初次级共通问题。同时内置前沿消隐时间，防止寄生振荡误触发MOSFET提前关断，保证同步整流稳定工作。采用VD引脚自供电，无需外部供电，可灵活选择放置在输出正端或负端。放置于正端时，不需要额外的供电绕组，外围电路非常简洁。由于自供电，可实现宽输出电压范围，输出电压可低至0V，非常适合充电器应用。采用SOT23-6封装。
1. 产品概述与优势
CXAC85314S 是一款用于替代反激式变换器副边整流二极管的高性能同步整流芯片，支持DCM以及QR工作模式，适合于最大开关频率不高于200kHz的应用。超短的关断延时（典型值）和高达4A的驱动下拉电流，能够实现超快的关断速度，增加MOSFET导通时间；同时采用了自适应关断阈值的方式，保证系统可靠工作并降低功耗，优化系统效率。芯片内部使用振铃检测电路，避免由于自由振荡引起误开通导致的初次级共通问题，保证芯片在DCM模式下也能可靠工作。40ns超短开通延时缩短了体二极管的导通时间，增加了MOSFET沟道的导通时间，极大提高效率。芯片通过VD引脚自供电，支持宽输出电压范围（可低至0V），并可在正端或负端灵活放置，无需辅助绕组，外围极简。
2. 主要特点与技术亮点
- 支持DCM和QR工作模式，最大开关频率200kHz
- 芯片自供电（VD引脚供电），正端整流无需辅助供电绕组
- 支持宽输出电压范围，可低至0V输出，非常适合充电器应用
- 内置振铃检测电路，防止DCM模式下误开通导致的初次级共通
- 可用于正端整流和负端整流，灵活适配不同系统架构
- 最大4A驱动下拉电流，超低驱动内阻可避免密勒效应引起误开通
- 超短开通延时（典型40ns），增加MOSFET导通时间，优化效率
- 低待机功耗，满足六级能效要求
- 可编程斜率检测时间（通过SLEW引脚外接电阻调节）
- 集成度高，外围电路简洁（仅需少量电容电阻）
- SOT23-6封装，节省PCB面积
3. 引脚封装与说明
CXAC85314S 采用SOT23-6封装，引脚定义如下：
| 管脚号 | 管脚名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | VOUT | 输出电压检测端，同时也向芯片供电，可以连接到输出或者VCC脚 |
| 2 | VSS | 芯片地 |
| 3 | SLEW | dv/dt timer设定引脚，可外接电阻调节斜率检测时间 |
| 4 | VCC | 芯片供电脚 |
| 5 | VG | 驱动输出，连接外部MOSFET栅极 |
| 6 | VD | 功率MOSFET漏极电压检测脚，同时也是自供电引脚 |
图2. CXAC85314S 引脚封装图 (SOT23-6)
[ 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. CXAC85314S 典型应用电路（正端整流 / 负端整流）
电路组成：芯片VD引脚连接变压器次级绕组（通过外部同步MOSFET漏极），VCC与VSS之间放置1μF瓷片电容，VG连接外部N沟道MOSFET栅极。正端整流时，VOUT引脚短接至VCC；负端整流时，VOUT引脚接输出电压。无需辅助绕组，外围极简。适用于QC/USB-PD快充、高效率适配器等应用。
* 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。CXAC85314S 的VD引脚耐压200V，工作结温范围-40℃~150℃。
极限参数表
| 符号 | 参数 | 范围 | 单位 |
|---|---|---|---|
| VCC | VCC电压 | -0.3 ~ 9 | V |
| VD | VD引脚电压范围 | -1 ~ 200 | V |
| VG | VG引脚电压范围 | -0.7 ~ 9 | V |
| SLEW | SLEW引脚电压范围 | -0.7 ~ 9 | V |
| VOUT | VOUT引脚电压范围 | -0.7 ~ 30 | V |
| PDMAX | 最大功耗 (注2) | 0.97 | W |
| θJA | 结到环境的热阻 (SOT23-6) | 240 | ℃/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 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VCC_ON | VCC启动阈值 | VCC上升至开启 | 3.53 | 3.78 | 4 | V |
| VCC_UVLO | VCC欠压保护 | VCC下降至关断 | 3.1 | 3.32 | 3.5 | V |
| ICH | VCC电容充电电流 | VCC=6V, VD=14V | 26 | 33 | 40 | mA |
| IQ | 静态工作电流 | VCC=7V | 190 | 234 | 270 | μA |
| VON_TH | 驱动开通VDS阈值 | - | -220 | -160 | -100 | mV |
| tDelay_ON | 驱动开通延时 | - | - | 40 | - | ns |
| tON_BL | 开通消隐时间 | - | - | 700 | - | ns |
| tOFF_MIN | 最小关断时间 | - | - | 1.8 | - | μs |
| tSLEW (浮空) | 斜率检测时间 | SLEW引脚悬空 | - | 40 | - | ns |
| tSLEW (接地) | 斜率检测时间 | SLEW引脚接VSS | - | 23 | - | ns |
| ISINK | 最大驱动下拉电流 | VCC=7V | - | 4 | - | A |
6. 工作原理与设计要点
启动和VCC欠压保护
系统启动时，CXAC85314S 通过VD引脚对VCC电容充电，充电电流典型33mA。当VCC电压上升到启动阈值3.78V时，芯片退出VCC欠压保护状态，内部控制电路开始工作，驱动同步整流MOSFET正常导通和关断。芯片工作时，所需工作电流仍然通过VD引脚提供，内部线性调整器将VCC稳压到约6.8V。当VCC电压下降到低于欠压保护阈值3.32V时，控制器进入欠压保护状态，驱动保持低电平，同步整流MOSFET处于关断状态，直到VCC再次升高到启动阈值。
输出欠压保护
当CXAC85314S 放置在负端使用时，VOUT引脚接输出电压。输出电压低于2.5V时，同步整流驱动关闭。这样可以避免开机或者输出短路时CCM过深，变压器去磁不够，原边电流累计过高而导致原副边MOSFET电压尖峰过高。放置在正端使用时，需将VOUT引脚短接至VCC引脚。
漏极电压检测与斜率检测（振铃抑制）
芯片通过VD引脚检测同步MOSFET漏极电压。当原边开关管关断后，变压器次级续流，同步MOSFET的体二极管导通，VDS电压由正变为负，控制器驱动MOSFET开通。开通延迟时间典型40ns。
当检测到MOSFET的VDS从2V下降至驱动开通阈值VON_TH（典型-160mV）的时间小于芯片内部设定的斜率检测时间tSLEW时，控制器驱动同步MOSFET导通。如果下降到VON_TH的时间超过tSLEW，驱动电路保持MOSFET关断，防止由于DCM模式下的自由振荡引起误开通导致的初次级共通问题。
CXAC85314S 可通过SLEW引脚设定斜率检测时间：SLEW引脚接VSS时，tSLEW=23ns；SLEW引脚悬空时，使用默认tSLEW=40ns；当SLEW通过电阻R_{SLEW}接到VSS时，tSLEW = 23ns + R_{SLEW} × 0.32ns/kΩ。为避免被判断为悬空状态，R_{SLEW}最大允许取值为150kΩ。
开通消隐时间与自适应关断阈值
驱动MOSFET开通后，控制器在开通消隐时间tON_BL（700ns）内维持MOSFET导通，以抑制变压器漏感和寄生电容产生的高频振荡误触发提前关断。芯片开始工作后会逐步调整功率管的关断阈值，提高关断时机的准确性，提高可靠性并降低功耗。
驱动关断与最小关断时间
在导通时间已超过开通消隐时间的情况下，当VDS电压上升到关断阈值VOFF_TH（典型0mV）时，控制器立即关断MOSFET。其最大4A下拉电流可以快速拉低门极电压，超低驱动内阻消除米勒效应引起的误开通。控制器一旦关断驱动，在最小关断时间tOFF_MIN（1.8μs）内将锁定关断状态。
7. 保护功能与系统可靠性
- VCC欠压保护（UVLO）：VCC低于3.32V时关断驱动，防止异常工作
- 输出欠压保护：负端整流时输出电压低于2.5V关断驱动，避免CCM过深导致电压尖峰
- 振铃检测电路：防止DCM模式下自由振荡引起误开通，避免初次级共通
- 开通消隐时间（700ns）：防止寄生振荡误触发提前关断
- 自适应关断阈值：逐步优化关断时机，提高可靠性
- 最小关断时间锁定（1.8μs）：避免误触发
- 可编程斜率检测：灵活适配不同变压器和系统参数
8. 基于CXAC85314S的同步整流设计实例
以65W PD快充（输出20V/3.25A）配合嘉泰姆初级控制器为例：
① 选择CXAC85314S作为同步整流控制器，搭配低RDS(on)的N沟道功率MOSFET（如60V/5mΩ）。
② 外围电路：VCC与VSS之间放置1μF/16V瓷片电容，靠近芯片引脚。根据系统需求设置SLEW引脚：悬空使用40ns斜率检测，或外接电阻调节。
③ 正端整流时，将VOUT引脚短接至VCC；负端整流时，VOUT引脚接输出电压。
④ 布局：VD引脚连接MOSFET漏极和变压器次级绕组，VG连接MOSFET栅极，VSS直接连接输出电容负极。高频功率环路（变压器次级、MOSFET、输出电容）面积尽量小。
⑤ 适用于QC3.0、USB-PD、可编程AC-DC充电器及高效率适配器。
技术设计支持： 嘉泰姆电子提供完整的同步整流参考设计、PCB布局指南及调试建议。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 | 电源管理选型芯片
9. PCB Layout 专业建议
- 在VCC和VSS引脚之间放置一个1μF的瓷片电容，并靠近芯片VCC和VSS引脚，以提升芯片的抗干扰能力。
- 为了降低辐射干扰，应减小高频功率环路面积：CXAC85314S、外部MOSFET、变压器次级绕组和输出滤波电容之间的环路面积尽可能小。
- VD引脚走线应尽可能短且宽，减小寄生电感。
- VG驱动走线应短而直，避免与VD等噪声源耦合。
- SLEW引脚外接电阻时，电阻应靠近芯片引脚放置。
- 如果配合初级控制器使用，注意初次级地之间的Y电容连接，优化EMI性能。
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