CXAC85366 PWM控制器 用于可编程电源USB PD 集成LDO 自适应保护

CXAC85366 PWM控制器 用于可编程电源USB PD 集成LDO 自适应保护

产品型号:CXAC85366
产品类型:AC-DC转换
产品系列:反激式电源多模态 PWM 控制器
产品状态:量产
浏览次数:7 次
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产品简介

CXAC85366 是一款用于可编程电源转换器(USB PD)的高性能PWM控制器,集成LDO,宽VDD范围10V-40V,自适应输出过压保护、自适应过流保护、自适应环路增益控制,待机功耗低于50mW,驱动能力300mA/-300mA,支持SmartJitter技术,适用于USB PD适配器、可编程电源等。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)AC~220V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)50W
工作频率85kHz
转换效率95%
封装类型SOP-8
Solution type反激式电源多模态 PWM 控制器
Max power50W
ProtectionAdaptive OVP
ApplicationAC-DC转换器
Mos管Yes
精度±1%
功耗< 30mW
Topology typeAC-DC SSR控制
MODE FlybackCCM/Valley Switching Multi-mode
Operating temp-40℃~85℃
FeaturesCurrent Mode Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;OCP;OVP;PWM;SCP;UVP
UVLO ON (V)14.5
UVLO OFF (V)7
VDD OVP (V)44
Switching Frequency Peak (kHz)85
Peak load ApplicationNo
HV Start-upNo
Programmable Burst/Green-modeNo
Brown-in/outYes (Buck cap.Side)

产品详细介绍

CXAC85366 PWM控制器
用于可编程电源转换器(USB PD)| 集成LDO | 自适应保护 | 待机<50mW

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAC85366 | 封装:SOT-23-6

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85366 是一款高性能PWM控制器,专为USB PD和可编程电源适配器设计,与次级侧控制器(如CXUS7757)配合可构建完整的电源方案。该芯片集成低压差稳压器(LDO),支持10V至40V的宽VDD范围,通过DMAG引脚感知输出电压,实现自适应环路增益控制、自适应输出过压保护和自适应过流保护,确保系统在全输出范围内稳定、安全运行。

CXAC85366 采用专有的SmartJitter™技术,在轻载和空载时自动进入绿色模式,5V待机功耗低于50mW,满足最严苛的能效标准。芯片内置Brown-In/Brown-Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、次级整流器短路保护(SRSP)和外部过温保护(External OTP)等全面保护功能,并通过OTP引脚支持外部温度检测。其300mA/-300mA的驱动能力和可编程线路补偿,使其成为45W~100W USB PD适配器及可编程电源的理想选择。

核心优势: 集成LDO(简化供电) + 自适应OVP/OCP/环路增益 + 绿色模式(待机<50mW) + SmartJitter™降EMI + 驱动300mA/-300mA + OTP引脚支持外部温保 + 全面保护。助力工程师简化设计、提升效率、降低BOM成本。

1. 产品概述与市场定位

在USB PD和可编程电源适配器领域,系统需要支持5V~20V的宽输出电压范围,同时满足严格的能效(CoC Tier 2)、EMI和安全性(LPS)要求。传统控制器在宽输出应用中面临环路稳定性、保护阈值适配性和待机功耗等挑战。CXAC85366 通过DMAG引脚实时感知输出电压,自适应调整关键参数,从根本上简化了设计。集成的LDO可为芯片内部电路提供稳定供电,降低对外部辅助绕组电压变化的敏感度,提高系统可靠性。

2. 主要特点与技术亮点

集成LDO
简化供电,降低对外部辅助绕组的依赖
自适应输出过压保护
根据输出电压动态调整OVP阈值
自适应过流保护
满足LPS安全要求,限制最大输出电流
自适应环路增益控制
全输出范围保持系统稳定
SmartJitter™技术
优化频率抖动,显著降低EMI辐射
超低待机功耗
5V待机模式<50mW
驱动能力
300mA/-300mA图腾柱输出
OTP引脚
支持外部过温保护,灵活可编程
绿色模式与突发模式
轻载/空载高效运行
全面保护
Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP
  • 可编程线路补偿: 通过CS引脚电阻实现精确的线缆压降补偿。
  • 宽VDD范围: 10V~40V,适应各种辅助绕组设计。
  • 自动恢复(Auto-Recovery): 故障消除后自动重启。
  • 频率抖动+软驱动: 进一步优化EMI性能。

3. 引脚封装与说明

CXAC85366 采用 SOT-23-6 封装,引脚功能定义如下:VDD(电源)、GND(地)、GATE(栅极驱动)、CS(电流检测)、COMP(反馈输入)、DMAG(消磁/电压检测)。另有OTP引脚(部分版本)用于外部温度保护。详细引脚排列及尺寸请联系嘉泰姆电子获取完整数据手册。

图1. CXAC85366 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图预留位置:SOT-23-6 ]

详细引脚间距及尺寸请联系嘉泰姆电子获取。

4. 典型应用电路与内部方框图

图2. CXAC85366 典型应用电路(USB PD 电源)

电路组成:交流输入 → 整流滤波 → 反激变压器 → 次级侧整流 → USB PD控制器(如CXUS7757)→ 输出。CXAC85366通过光耦接收次级侧反馈,DMAG引脚连接辅助绕组分压网络,实现输出电压感知。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAC85366 内部功能方框图

内部集成:LDO稳压器、振荡器(带SmartJitter)、多模式PWM控制器(CCM/QR)、自适应环路增益调节、自适应OVP/OCP逻辑、栅极驱动器(300mA/-300mA)、绿色模式/突发模式控制、保护逻辑(Brown-In/Out、VDD OVP、输出OVP/UVP、SRSP、外部OTP)等。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VDD 电源输入电压(VDD to GND) -0.3 45 V
VGATE 栅极驱动电压(GATE to GND) -0.3 16.5 V
VDMAG, VCOMP, VCS, VOTP DMAG, COMP, CS, OTP引脚电压 -0.3 6.5 V
TJ 结温范围 -40 150
TSTG 存储温度 -65 150
ESD (HBM) 人体模型静电放电 - 2 kV
推荐工作条件(Recommended Operating Conditions)
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
VDD 输入电压 正常工作 10 - 40 V
结温范围 工作结温 -40 - 125
环境温度 工作环境 -40 - 85
关键电气特性(典型值,TA=25℃,VDD=15V)
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VDD 启动阈值 VTH_ON 14 16 18 V
VDD 关断阈值 VTH_OFF 6.5 7.5 8.5 V
启动电流 IDD_ST - - 1.5 μA
工作电流 IDD_OP, VCOMP=0V - 1.5 2.5 mA
LDO输出电压 VLDO 4.5 5 5.5 V
正常模式频率 fOSC 60 65 70 kHz
待机功耗(5V) Pin_standby - <50 - mW
驱动源/灌电流 IOUT - 300/-300 - mA
电流检测阈值 VCS_TH 0.45 0.5 0.55 V
OCP延迟时间 tDLY_OCP - 60 - ms
SmartJitter抖动幅度 Δf/f - ±5 - %

6. 工作原理与设计指导

6.1 集成LDO与宽VDD范围

CXAC85366 内部集成低压差稳压器(LDO),可将较高的VDD电压(最高40V)稳压至约5V供内部电路使用。这降低了对辅助绕组电压精度的要求,即使在VDD波动较大的情况下也能保证芯片稳定工作。同时,宽VDD范围(10V~40V)使其能适应各种变压器辅助绕组设计,无需额外外部稳压电路。

6.2 自适应环路增益控制

通过DMAG引脚实时检测输出电压,芯片内部逻辑自动调整误差放大器的跨导和补偿参数,确保在5V~20V全输出范围内系统具有足够的相位裕度和增益裕度,避免振荡或动态响应恶化。

6.3 自适应输出过压保护(Adaptive OVP)

传统固定OVP阈值在宽输出应用中可能误触发或保护不足。CXAC85366 根据DMAG检测到的输出电压,动态调整OVP触发阈值(通常为当前输出电压的+20%左右),实现精确保护。

6.4 自适应过流保护(Adaptive OCP)

为满足LPS安全要求(最大输出电流≤8A),芯片根据输出电压自动降低限流点。当输出为5V时,限流阈值自动降低,确保最大输出功率不超过100VA;当输出为20V时,允许更大电流,实现在全电压范围内的安全功率控制。

6.5 SmartJitter™技术与绿色模式

SmartJitter™技术在所有工作模式下(包括绿色模式和突发模式)保持有效的频率抖动,将开关能量分散到更宽频带,显著降低EMI。轻载时自动进入绿色模式,降低开关频率;极轻载时进入突发模式,将待机功耗压至50mW以下。

6.6 保护机制详解

  • Brown-In/Brown-Out: 通过DMAG引脚检测大电容电压,欠压时关断,恢复后重启。
  • VDD OVP: VDD超过阈值(典型42V)时关断。
  • 输出OVP/UVP: 通过DMAG检测输出异常,自动恢复。
  • SRSP(次级整流器短路保护): 检测CS电流斜率,快速关断。
  • 外部OTP: 通过OTP引脚外接NTC电阻和分压网络,可编程设定保护温度。

关键设计公式:

峰值电流设定:Ipk = VCS_TH / RCS(VCS_TH典型0.5V)

输出功率近似:Po ≈ 0.5 × Lp × Ipk² × fOSC × η

外部OTP阈值设计:VOTP_REF = VDD × (RNTC / (RNTC + RSET)),需匹配内部参考电压。

7. 基于 CXAC85366 的 65W USB PD 电源设计实例

设计目标:65W USB PD 适配器,支持 5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/3.25A,输入90-265V AC,待机功耗<50mW,效率>90%。

  • 控制器: CXAC85366 + CXUS7757(次级PD协议芯片)。
  • 变压器: 反激,Lp=400μH,匝比 NP:NS:NA = 24:6:5。
  • 启动电路: 外部启动电阻(典型2MΩ)配合VDD电容(10μF),内部LDO提供稳定供电。
  • 电流检测: RCS = 0.25Ω(峰值电流约2A)。
  • 反馈网络: COMP脚接光耦(PC817)与TL431。
  • DMAG分压: 根据Brown-In/Out和OVP阈值计算。
  • 外部OTP: OTP引脚外接NTC(10kΩ,B=3435)与分压电阻,设定保护点120℃。

详细设计流程请参考数据手册或咨询FAE。

设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85366 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)、应用笔记及FAE技术支持。联系FAE获取完整设计包。

8. PCB 布局建议(反激电源)

  • DMAG分压网络: 电阻分压器靠近DMAG引脚,走线远离开关节奌,可加小电容(10~22pF)滤除噪声。
  • VDD电容: 紧贴VDD和GND引脚,回路面积最小。
  • CS引脚滤波: 在CS与GND间并联100~220pF电容,靠近芯片。
  • GATE驱动回路: 驱动回路短而宽,栅极串联电阻(10~22Ω)抑制振铃。
  • OTP引脚: NTC与分压电阻靠近OTP脚,避免噪声耦合。
  • 地线分离: 功率地与信号地单点连接,避免高频干扰。
  • 热管理: SOT-23-6封装功耗约0.39W,注意铜箔散热。

9. 订购信息与技术支持

CXAC85366 采用 SOT-23-6 封装,无铅、RoHS合规且无卤素。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、应用笔记和FAE现场支持。

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