CXAC85368A 同步整流控制器 | 宽输出3V-22V | CCM/DCM/QR | 内置HV LDO - 嘉泰姆电子

CXAC85368A 同步整流控制器 | 宽输出3V-22V | CCM/DCM/QR | 内置HV LDO - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAC85368A
产品类型:AC-DC转换
产品系列:同步整流控制器
产品状态:量产
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产品简介

CXAC85368A 是一款高性能同步整流(SR)控制器,适用于反激变换器的CCM、DCM和QR模式,支持3V至22V宽输出电压范围,内置高压LDO,工作电流低至160uA(绿色模式),具有快速关断和自动跟踪控制,适用于USB PD快充适配器等。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)22V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)1mA
工作频率150kHz
转换效率95%
封装类型SOT-26
Solution type同步整流控制器
Max power65mA
ProtectionOVP/OCP/短路保护
ApplicationAC-DC转换器
Mos管-
精度±1%
功耗120uA
Topology typeAC-DC SSR控制
MODE FlybackCCM+Valley
Operating temp-40℃~85℃
FeaturesBuilt-in HV LDO;Green Mode;High-Side SR Controller Of Flyback in CCM;DCM and Quasi-Resonant Mode+;Low-Side SR Controller Of Flyback in CCM;DCM and Quasi-Resonant Mode;VG Fast Turn-Off;VG Initial Output Low Clamping;VG Minimum Off-Time;VG Minimum On-Time;VG Output High Clamping
Turn-On Threshold (V)3.25V
Turn-Off Threshold (V)2.8V
Maximum VD Rating (DC Continue) (V)120V
Maximum VD Rating (Pulse width 500ns) (V)130V
VG Total Turn-Off Delay Less than (ns)30ns

产品详细介绍

CXAC85368A 同步整流控制器
宽输出电压3V-22V | 适用于CCM/DCM/QR | 内置HV LDO | 绿色模式

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAC85368A | 封装:SOT-23-6

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAC85368A 是一款高性能同步整流(SR)控制器,专为反激变换器设计,支持连续导通模式(CCM)、断续导通模式(DCM)和准谐振(QR)模式。该芯片通过检测功率MOSFET的漏极电压来决定栅极驱动信号的开/关,从而最小化关断死区时间,提升系统效率。

CXAC85368A 支持3V至22V的宽输出电压范围,内置高压LDO(HV LDO),可在低输出电压下为SR MOSFET栅极驱动供电,确保MOSFET充分导通。芯片在轻载条件下进入绿色模式(Green Mode),通过检测栅极脉冲数量决定进入时机,并将工作电流降至160uA以下,显著提高轻载效率。此外,芯片具备可选的SR最小关断时间、快速关断功能(总延迟<35ns)以及栅极初始输出低钳位等功能,为高可靠性设计提供保障。

核心优势: 宽Vout范围(3-22V) + 支持CCM/DCM/QR + 内置HV LDO(120V/60mA) + 绿色模式(<160uA) + 自动跟踪控制优化效率 + 快速关断(<35ns) + 多种保护功能。助力工程师设计高效率、低待机功耗的快充适配器。

1. 产品概述与市场定位

在现代快充适配器(支持FCP、SCP、AFC、QC2.0/3.0及USB PD Type-C)中,同步整流技术对提高转换效率至关重要。传统二极管整流损耗大,而同步整流控制器需要在宽输出电压范围内精确控制SR MOSFET。CXAC85368A 专为此设计,其宽VDD范围(3V-22V)可直接连接输出电容,内置LDO确保低压时栅极驱动电压稳定,自动跟踪控制则根据负载动态调整关断阈值,最小化死区时间。

该芯片尤其适合输出范围宽的USB PD适配器(5V/9V/15V/20V),以及快速充电协议适配器。其绿色模式可大幅降低轻载功耗,满足能效标准。最大工作频率高达300kHz,支持高功率密度设计。

2. 主要特点与技术亮点

宽输出电压范围
3V至22V,直接连接输出电容
多模式支持
CCM、DCM、QR模式
内置HV LDO
120V/60mA,低输出时驱动能力不减
绿色模式
轻载下工作电流<160uA
自动跟踪控制
逐周期调节关断阈值,优化效率
快速关断
总延迟<35ns,减少死区损耗
最大工作频率
300kHz(支持高频设计)
保护功能
栅极6V钳位、最小导通/关断时间、VD UVP
  • 栅极驱动能力: 6V钳位,确保MOSFET安全。
  • 初始输出低钳位: 启动前避免栅极误触发。
  • 可选最小周期保护: 防止误触发。
  • 多种版本可选: 不同频率、最小导通时间等参数可定制。

3. 引脚封装与说明

CXAC85368A 采用 SOT-23-6 封装,引脚功能定义如下:VDD(电源)、GND(地)、VBIAS(稳压输出)、VD(漏极电压检测)、VS(源极电压检测)、VG(栅极驱动输出)。详细引脚排列请参考数据手册。

图1. CXAC85368A 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. CXAC85368A 典型应用电路(反激同步整流)

电路组成:反激变压器次级绕组 -> SR MOSFET -> 输出电容。CXAC85368A的VD接MOSFET漏极,VS接源极,VG驱动栅极,VDD接输出电容取电。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAC85368A 内部功能方框图

内部集成:HV LDO、漏极电压检测比较器、栅极驱动逻辑、自动跟踪控制、绿色模式检测、最小导通/关断时间控制、保护电路等。

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
VD(脉冲) 漏极电压(脉冲宽度500ns) -1 130 V
VD(DC) 漏极电压(直流连续) -1 120 V
VDD 电源输入电压(VDD to GND) -0.3 25 V
VG 栅极驱动电压(VG to GND) -0.3 10 V
VBIAS 偏置电压(VBIAS to GND) -0.3 7 V
TJ 结温范围 -40 150
TSTG 存储温度 -65 150
ESD (HBM) 人体模型(除VD脚) - 2 kV
ESD (HBM) VD 人体模型(VD脚) - 1 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
VD 输入电压 漏极电压 -1 - 120 V
VDD 输入电压 电源电压 3 - 22 V
结温范围 工作结温 -40 - 125
环境温度 工作环境 -40 - 105
关键电气特性(典型值,TA=25℃)
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VDD 开启阈值 VDD_ON 3.05 3.25 3.45 V
VDD 关断阈值 VDD_OFF 2.7 2.8 2.9 V
VDD 迟滞 VDD_HYST 0.35 0.45 0.55 V
启动电流 IDD_START - - 150 uA
工作电流(正常) IDD_OP(无SR驱动) - 1 1.2 mA
工作电流(绿色模式) IDD_GREEN - 120 160 uA
VBIAS输出电压 VBIAS(VDD<4.7V) - 4.7 - V
栅极驱动钳位电压 VG_CLAMP - 6 - V
VD下降沿触发阈值时间 tVD_FALLING(典型) - 150 - ns
快速关断延迟 总延迟 - <35 - ns
最大工作频率 fMAX - 300 - kHz

6. 工作原理与设计指导

6.1 电源选择与HV LDO

VDD引脚可直接连接电源输出电容,支持3V-22V宽压。当VDD低于4.7V时,内置HV LDO(120V/60mA)提供4.7V的VBIAS给栅极驱动,确保低输出电压下MOSFET能完全导通;当VDD高于4.7V时,VBIAS跟随VDD,但VG电压被钳位在6V,以防止过高的栅极电压导致关断延迟增加。此外,启动前VG输出初始低钳位,避免寄生电容误触发。

6.2 VG导通与关断控制

当VD电压在时间内下降时,VG导通,此时MOSFET体二极管导通,产生负的VDS电压。关断时,VDS电压上升至关断阈值(VTH_VGOFF)后,经过短暂延迟(<35ns快速关断)VG拉低。芯片逐周期调节关断阈值以实现最小死区时间跟踪,优化效率。同时,最小导通时间(tMINON_VG)和最小关断时间(tMINOFF_VG)防止振铃导致误触发。

6.3 绿色模式

在轻载条件下,如果VG脉冲在tVD_EDGE周期内少于32个,芯片进入绿色模式,禁用SR驱动,工作电流降至160uA以下,降低轻载损耗。当VD脉冲在tVD_EDGE周期内超过64个时,芯片立即退出绿色模式,恢复正常工作。

6.4 系统VD下降时间设计建议

VD下降时间由初次级寄生电容和励磁电流决定。为保证芯片可靠触发,建议系统VD下降时间至少比tVD_FALLING(典型值)小30ns,以补偿内部比较器延迟。设计时应考虑最小Ipeak条件下的最坏情况。

关键参数:

最小导通时间 tMINON_VG(典型1us)

最小关断时间 tMINOFF_VG(初始0.45us,VIN低时1.95us)

VD下降沿触发阈值时间 tVD_FALLING(可选150ns或200ns版本)

7. 基于 CXAC85368A 的 65W USB PD 适配器同步整流设计

设计目标:65W USB PD适配器,输出5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/3.25A,初级侧采用QR反激,次级侧使用CXAC85368A进行同步整流。

  • SR控制器: CXAC85368A(选用150kHz或300kHz版本)。
  • SR MOSFET: 选择低RDS(on)和低Qg的100V/10A MOSFET。
  • VDD供电: 直接连接输出电容(3V-22V范围),无需额外绕组。
  • VD检测: 连接MOSFET漏极,确保走线短且远离噪声源。
  • VS和GND: 开尔文连接到MOSFET源极和系统地,以准确检测VDS。
  • 布局: VD走线尽量短,VS和GND独立连接到源极,减少寄生电感。

详细设计请参考数据手册或咨询FAE。

设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXAC85368A 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(同步整流)

  • VD走线: 连接MOSFET漏极,尽量短且远离高压开关节点,避免噪声耦合。
  • VS和GND: 应独立连接到MOSFET源极和系统地,采用开尔文检测,以准确感知VDS。
  • VDD电容: VDD引脚对地电容(建议1uF~10uF)应尽量靠近芯片。
  • VBIAS电容: VBIAS引脚需接旁路电容(>=0.1uF),靠近芯片。
  • VG驱动回路: 从VG到MOSFET栅极再返回VS的环路应尽可能短,减小寄生电感。
  • 地线: 芯片GND直接连接到系统地(次级侧地),避免与功率地之间产生压降。
  • 散热: SOT-23-6封装功耗约0.38W,注意铜箔散热。

9. 订购信息与技术支持

CXAC85368A 提供多种版本(如MDR、HDR、HCR等),主要区别在于最大工作频率、最小导通时间、VD下降沿阈值等参数,以适应不同应用需求。所有版本均采用 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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