CXAS42309A / CXAS42309B / CXAS42309C / CXAS42309D USB高侧电源开关
80mΩ N-MOSFET | 1.5A/0.6A连续电流 | FLAG故障指示 | SOT-23-5

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXAS42309A/B/C/D | 封装：SOT-23-5 / TSOT-23-5 / SOP-8 / MSOP-8

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXAS42309A / CXAS42309B / CXAS42309C / CXAS42309D 系列是一款高性价比、低电压、N-MOSFET高侧电源开关IC，专为自供电和总线供电的通用串行总线（USB）应用而优化。该系列内置电荷泵电路驱动内部N-MOSFET开关，具有低导通电阻（80mΩ典型值），完全满足USB电压跌落要求，并提供FLAG故障指示输出，方便与本地USB控制器通信。

CXAS42309系列提供两种电流规格：CXAS42309A/B支持1.5A连续负载电流（限流2.5A典型值），适用于双端口应用；CXAS42309C/D支持0.6A连续负载电流（限流1A典型值），适用于单端口应用。芯片集成软启动功能以限制热插拔时的浪涌电流，热关断保护防止大电流负载损坏开关，欠压锁定（UVLO）确保在有效输入电压下工作。静态电流低至25μA（典型值），关断电流仅1μA（典型值），非常适合便携式电池供电设备。

CXAS42309系列提供SOT-23-5、TSOT-23-5、SOP-8和MSOP-8多种封装选项，满足不同应用场景的PCB空间需求。该系列已通过UL认证（E219878）和TUV IEC60950-1认证，符合USB规范要求，是USB集线器、外设、笔记本电脑和电池供电设备的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

通用串行总线（USB）接口在计算机外设、集线器、充电器和便携设备中广泛应用，对电源分配和保护有严格要求。CXAS42309系列作为一款高侧N-MOSFET电源开关，集成了电荷泵驱动器、低导通电阻功率开关和全面的保护电路，为USB电源分配提供完整解决方案。

芯片采用N-MOSFET作为功率开关，配合内部电荷泵提供足够的栅极驱动电压，实现低导通电阻（80mΩ典型值）和高效的功率传输。与普通MOSFET不同，该系列器件无寄生体二极管，在关断状态下即使VOUT被外部强制拉高至高于VIN，也不会产生反向电流，有效保护上游电源。

CXAS42309系列提供两种电流规格：A/B版本（1.5A，限流2.5A）适用于双端口USB集线器和需要大电流的USB外设；C/D版本（0.6A，限流1A）适用于单端口USB集线器和低功耗应用。所有版本均集成软启动、过流保护、热关断（130°C，20°C迟滞）和欠压锁定，确保在各种工作条件下的系统安全。该系列已通过UL和TUV认证，采用SOT-23-5、TSOT-23-5、SOP-8和MSOP-8多种封装，适用于USB集线器、USB外设、笔记本电脑、电池供电设备和热插拔电源等应用。

2. 主要特点与技术亮点

• 低导通电阻：SOT-23-5和TSOT-23-5封装典型值80mΩ，SOP-8和MSOP-8封装典型值90mΩ，满足USB电压跌落要求。
• 两种电流规格：CXAS42309A/B支持1.5A连续负载电流（限流2.5A），CXAS42309C/D支持0.6A连续负载电流（限流1A）。
• 超低功耗：导通状态静态电流典型值25μA，关断状态典型值1μA，适合便携设备。
• FLAG故障指示：开漏输出，当输出欠压（VOUT < VIN - 1V）、过流或结温超过130°C时拉低，响应延迟时间典型值10ms。
• 软启动：限制热插拔时的浪涌电流，防止上游电压跌落，满足USB电压跌落要求。
• 过流保护：A/B版本限流2.5A（典型值），C/D版本限流1A（典型值），进入恒流模式直至热关断或故障消除。
• 热关断保护：结温超过130°C时关断MOSFET，温度下降20°C后自动重启。
• 反向电流阻断：无寄生体二极管，关断状态下VOUT > VIN时无反向电流。
• 欠压锁定（UVLO）：VIN超过1.7V（典型值）时开启，低于1.3V（典型值）时关断。
• 宽输入电压范围：2.5V至5.5V，兼容多种系统电源。

3. 技术参数与电气特性

4. 应用场景

• USB总线/自供电集线器：为USB集线器的下行端口提供电源分配和保护。
• USB外设：为USB外设设备提供电源开关和保护。
• ACPI电源分配：高级配置和电源接口系统中的电源分配。
• PC卡热插拔：为PC卡插槽提供热插拔电源控制。
• 笔记本电脑和主板：为笔记本电脑和主板上的USB端口提供电源保护。
• 电池供电设备：低静态电流，适合便携式电池供电设备。
• 电池充电电路：为电池充电器提供输入电源路径管理。

5. 型号对比与选型指南

注：A和B版本、C和D版本的主要区别在于封装和使能逻辑极性（具体请参考数据手册中的订购信息）。

6. 功能框图

7. 典型应用电路

图2. CXAS42309 系列典型应用电路（USB电源分配）

典型应用电路包括：VIN输入（2.5V-5.5V）并联1μF陶瓷电容，VOUT输出连接USB端口（建议并联150μF低ESR铝电解或钽电容以满足USB电压跌落要求），EN引脚连接系统使能控制信号，FLAG引脚外接上拉电阻（如100kΩ）至系统电压。详细元件选型请参考数据手册。

8. 引脚配置与功能描述

主要引脚包括：VIN（电源输入）、VOUT（输出）、EN（使能控制，高电平有效或低电平有效视型号而定）、FLG（开漏故障指示）、GND（地）。SOP-8和MSOP-8封装提供额外的NC引脚。

9. 工作原理与设计指导

9.1 电荷泵与N-MOSFET驱动

CXAS42309系列内置电荷泵电路，用于产生高于VIN的栅极驱动电压，以充分导通内部N-MOSFET功率开关。这种设计使得器件能够实现80mΩ的低导通电阻，同时避免P-MOSFET方案中常见的体二极管寄生效应。

9.2 软启动

芯片内置软启动功能，在EN引脚被使能后，输出电压以受控斜率上升（典型上升时间400µs），有效限制大容性负载（如USB端口电容）的浪涌电流，防止上游电压跌落，满足USB电压跌落要求。

9.3 电流限制与短路保护

当负载电流超过限流阈值（A/B：2.5A典型值；C/D：1A典型值）时，器件进入恒流模式，将输出电流限制在安全范围内。若过流条件持续，器件将进入热关断状态。FLAG引脚在过流条件持续超过10ms（典型值）后拉低，指示故障状态。

9.4 热关断保护

当结温超过130°C时，热关断电路触发，MOSFET关断。温度下降20°C后，器件自动重启。在故障持续期间，输出和FLAG信号将循环通断，直到故障消除或器件被禁用。

9.5 欠压锁定（UVLO）

UVLO电路在VIN超过1.7V（典型值）时允许MOSFET导通，在VIN低于1.3V（典型值）时关断MOSFET，防止器件在欠压条件下异常工作。

9.6 FLAG故障指示

FLAG为开漏输出，需外接上拉电阻（推荐100kΩ）。以下情况FLAG被拉低：

• 输出欠压（VOUT < VIN - 1V）
• 过流（超过限流阈值）
• 结温超过130°C（热关断）

FLAG响应具有典型值10ms的去抖时间，有效消除热插拔瞬态引起的误触发。

9.7 反向电流阻断

CXAS42309系列采用N-MOSFET设计，无寄生体二极管。在关断状态下（EN=0或UVLO触发），即使VOUT被外部强制拉高至高于VIN，也不会有反向电流从VOUT流向VIN，有效保护上游电源。

10. USB电源设计指南

10.1 电压跌落要求

USB规范规定：自供电集线器端口最小输出电压为4.75V，总线供电集线器端口最小输出电压为4.40V。设计时需考虑连接器接触电阻（每个触点30mΩ）、电缆电阻、PCB压降和开关导通电阻的综合影响。

10.2 输出电压计算

对于多端口（N_PORTS）共用一个开关的应用：

10.3 输出电容建议

• 输入电容：推荐1µF低ESR陶瓷电容，靠近VIN引脚放置。
• 输出电容：推荐150µF低ESR铝电解或钽电容（在VOUT与GND之间），以满足USB 2.0规范中每个集线器至少120µF低ESR电容的要求。

11. 外部元件选型与布局建议

11.1 外部元件

• 输入电容：1µF低ESR陶瓷电容（X7R或X5R），靠近VIN和GND引脚放置。
• 输出电容：150µF低ESR铝电解或钽电容，靠近VOUT和GND放置。
• FLAG上拉电阻：推荐100kΩ，至系统电压（最高5.5V）。

11.2 PCB布局

• 输入和输出电容尽量靠近IC引脚放置，并连接至地平面以降低噪声耦合。
• GND应连接至大面积地平面，以增强散热性能。
• 主电流走线尽量短而宽，降低阻抗和压降。
• VIN和VOUT走线应宽于标准信号走线，以承载额定电流。

12. 热性能信息

最大功耗计算（SOT-23-5）：P_D(MAX) = (125°C - 25°C) / (250°C/W) = 0.4W

13. 订购信息与技术支持

CXAS42309A / CXAS42309B / CXAS42309C / CXAS42309D采用SOT-23-5、TSOT-23-5、SOP-8和MSOP-8多种封装，无铅、RoHS合规，符合UL和TUV安全认证。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。