CXUS7764 系列 USB PD 控制器
PD3.2 SPR/EPR 48V | PPS | UFCS | 内置反馈补偿

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年9月 | 型号：CXUS7764 / CXUS7764B / CXUS7764C | 封装：WQFN-28L（4×5mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7764 系列（CXUS7764、CXUS7764B、CXUS7764C）是高度集成的可编程 USB PD 控制器，内置反馈补偿和 V5 稳压器（为内部 MCU 供电）。该系列支持 USB PD3.2 SPR、PPS、EPR 48V 以及通用快充规范（UFCS），工作电压范围宽达 3.3V 至 53V，专为离线 AC-DC 转换器的高功率密度快充系统而设计。内置 MCU 可处理标准 USB PD 协议、UFCS 及专有协议。芯片内置反馈补偿不仅减少了外部元件需求，还增强了瞬态响应。在安全方面，CXUS7764 系列提供全面的保护功能。芯片采用 WQFN-28L（4×5mm） 封装，是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等充电器/适配器的理想 USB Type-C PD 控制器方案。

1. 产品概述与市场定位

随着 USB Type-C 和快充协议的快速演进，充电器和适配器需要支持 PD3.2 EPR 48V、PPS、UFCS 以及各品牌专有协议，并具备高功率密度、高精度和高可靠性的特点。CXUS7764 系列作为一款 高度集成的可编程 USB PD 控制器，其核心优势在于 高集成度、多协议兼容 和 宽电压范围。芯片内置的 MCU 可通过 CC1/CC2 和 D+/D- 接口处理 USB PD3.2 SPR、EPR 48V、UFCS 及专有协议，满足不同品牌手机、平板、笔记本等设备的快充需求。其内置的 分流稳压器 和 CV/CC 控制环路 可直接驱动光耦，实现隔离式 AC-DC 转换器的反馈控制，大大简化了次级侧设计。

CXUS7764 系列支持 可编程线缆补偿，通过内部跨导放大器实现精确的线缆压降补偿，提高充电精度。芯片还具备 BLD 引脚快速放电 功能，满足 PD 规范对电压切换时间的要求。在安全方面，CXUS7764 系列提供自适应输出过压保护（OVP）、自适应欠压保护（UVP）、CC1/CC2/D+/D- 过压保护、可编程过流保护（OCP）、可编程恒流保护、可编程过温保护（OTP）以及内部过温保护，确保系统安全可靠。芯片还支持 VIN（Vbulk）检测，并通过 USBP 引脚直接驱动外部阻断 N-MOSFET。CXUS7764 系列采用 WQFN-28L（4×5mm） 封装，是小尺寸、高可靠性快充应用的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 协议支持：完整支持 USB PD3.2 SPR、PPS、EPR 48V 和 UFCS，并通过 CC1/CC2 和 D+/D- 接口兼容多种专有快充协议。
• 宽工作范围：VDD 工作范围 3.3V 至 53V，适应各种输出电压应用，包括 EPR 48V。
• 内置 MCU：集成 OTP-ROM 16kB 和 SRAM 2kB，支持固件编程，灵活实现各种协议和功能。
• 内置分流稳压器：集成 CV/CC 控制环路，可直接驱动光耦，简化隔离式 AC-DC 设计。
• 内置反馈补偿：集成反馈补偿器，减少外部元件，增强瞬态响应。
• 内置 VCONN 电源：提供 100mW 的 VCONN 电源，支持有源电缆供电。
• BLD 引脚快速放电：BLD 引脚支持可编程放电电流，满足 PD 规范对电压切换时间的要求。
• 可编程线缆补偿：通过内部跨导放大器实现线性线缆压降补偿，提高充电精度。
• VIN（Vbulk）检测：通过 VTR 引脚检测变压器电压，实现输入电压检测。
• USBP 引脚直接驱动外部阻断 N-MOSFET：推挽驱动，实现平滑开通和快速关断。
• 省电模式：待机模式下功耗极低，提升系统效率。
• 完备保护：自适应 OVP/UVP、CC1/CC2/D+/D- OVP、可编程 OCP、可编程恒流保护、可编程 OTP、内部 OTP。

3. 版本对比与选型指南

特性	CXUS7764	CXUS7764B	CXUS7764C
VBUS Drop 保护	有	无	无
USBP Clamp	有	无	无
USBP 关断下拉电阻	6.8kΩ	5kΩ	5kΩ
USBP UVLO 下拉电阻	6.8kΩ	5kΩ	5kΩ
协议支持	PD only / UFCS only / Proprietary only	PD only / UFCS only / Proprietary only	PD 兼容 UFCS
EPR 睡眠省电模式	无	无	支持

4. 典型应用电路

CXUS7764 系列支持 Source 和 Sink 两种典型应用。Source 应用中，芯片通过 OPTO 引脚驱动光耦，控制一次侧 PWM 控制器，实现输出电压/电流调节；VTR 引脚用于 VIN 检测，CS+ 和 CS- 用于电流检测，USBP 驱动外部阻断 N-MOSFET，BLD 用于输出电容放电，VBUS 用于电压检测和放电。Sink 应用中，芯片通过 CC1/CC2 与 Source 通信，请求所需电压/电流，并通过 USBP 控制外部阻断 N-MOSFET，GPIO2/GPIO3 可作为 I²C 接口与主机通信。

图1. 典型应用电路（CXUS7764 系列 Source 应用）

5. 引脚封装图

图2. CXUS7764 系列引脚封装图（WQFN-28L 4×5mm 顶部视图）

6. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
USBP to GND	阻断 MOSFET 控制	-0.3	72	V
VDD, VBUS, VO, BLD to GND	高压引脚	-0.3	65	V
OPTO, VTR, GPIO1, GPIO2, GPIO3, CC1, CC2, D+, D-, RT, V5, CS+, CS- to GND	控制与检测引脚	-0.3	6.5	V
PD @ TA=25°C	功耗 (WQFN-28L 4×5)	—	1.42	W
θJA	结到环境热阻	—	70.65	°C/W
TJ	结温	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VDD 供电电压	3.3	53	V
环境温度范围	-40	105	°C
结温范围	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VDD 开启阈值	—	3.05	V
VDD 关断阈值	—	2.85	V
VDD 工作电流	VDD=5V	5.5	mA
VDD 睡眠电流	VDD=5V	1.5	mA
VDD 绿色模式电流	VDD=5V	700	μA
最大 VDD 过压保护阈值	—	24	V
CS 增益	寄存器可选	20 / 40	V/V
VOUT 缩放系数 (SPR)	—	10	—
VOUT 缩放系数 (EPR)	—	25	—

7. 工作原理与设计指导

7.1 恒压（CV）与恒流（CC）控制环路

CXUS7764 系列集成两个跨导放大器，并联连接到反馈补偿器。反馈补偿器向 OPTO 引脚发送电流，调节输出电压和输出电流。每个反馈环路的工作方式与传统的 TL431 分流稳压器相反。如果 VDD 电压仍低于 UVLO 阈值 VDD_ON，OPTO 引脚将保持高阻态，确保平滑的上电时序。电压反馈环路和电流反馈环路的参考电压（分别为 VREF_CV 和 VREF_CC）来自 11 位 DAC 的模拟输出电压。对于 VOUT 缩放系数 KFB=10，CV 的 DAC 输出分辨率为 10mV；对于 KFB=25，CV 的 DAC 输出分辨率为 25mV，可实现高精度 CV 调节。

7.2 电流检测

为了最小化电流检测电阻的功率损耗，CXUS7764 系列采用低输入失调电压放大器，电压增益为 20 或 40。当使用 5mΩ（典型值）检测电阻且增益为 40 时，输出电流分辨率约为 5mA。检测到的输出电流由电流检测放大器放大后，一路送至电流环路调节器进行恒流调节，另一路通过 11 位 ADC 转换后送至 MCU，更新输出电流状态。

7.3 外部温度检测

CXUS7764 系列的 RT 引脚提供可编程电流源，用于偏置外部 NTC 热敏电阻。当 RT 电压低于过温保护（OTP）阈值并持续可编程延迟时间后，触发 OTP。RT 偏置电流可编程为 100μA、20μA 或 5μA，以优化 25°C 至 100°C 范围内的温度检测线性度。

7.4 D+ 和 D- 接口

D+ 和 D- 引脚用于 BC1.2 合规或与其他专有协议通信。通过 ADC 连接至 MCU，可重新配置为模拟/数字输入或输出，支持多种快充协议。

7.5 CC1 和 CC2 接口

CC1 和 CC2 引脚用于 USB Type-C 规范。作为 Source 时，可提供 80μA、180μA、330μA 三种电流能力，分别对应默认 USB 电流、1.5A 和 3.0A。

7.6 VBUS 引脚与放电

VBUS 引脚内置开漏驱动器和泄放电路，用于在电缆断开或保护触发时将 VBUS 电容放电。VBUS 电压可通过 11 位 ADC 检测。

7.7 USBP Clamp

为防止阻断 MOSFET 在关断期间产生超过规格的负 VGS 电压，需要钳位电路。CXUS7764GQW 内置 USBP 钳位电路，可最小化外部元件数量。该功能要求 VBUS ADC 在固件使能 VBUS 拉低之前检测到低于 20V 的电压。此外，VBUS 引脚的外部电阻必须等于 0.5kΩ。CXUS7764BGQW 和 CXUS7764CGQW 没有内置 USBP 钳位功能，因此需要外部二极管来解决负电压问题。VBUS 引脚的外部电阻默认设置为 1.5kΩ。

7.8 I²C 通信

CXUS7764 系列可通过 GPIO2/D-（SDA）和 GPIO3/D+（SCL）与其他 IO 引脚连接，实现 Master/Slave I²C 通信，共享输出功率。

7.9 Sink 应用中的能力选择器

当 CXUS7764 系列用于 Sink 端口时，可通过两种方式设置相应能力：嵌入式 ADC 测量 VBUS、RT、VTR、GPIO1、D+ 和 D- 的相关电压，作为设置电压和功率能力的模拟输入；或者通过 GPIO2/D- 和 GPIO3/D+ 与主机控制器进行 I²C 通信，直接设置能力。

7.10 内部反馈补偿

CXUS7764 系列内置反馈补偿器，优化系统稳定性和响应，减少外部元件。补偿器基于 Type-II 结构，具有一个零频率极点、一个低频零点和一个高频极点。通过适当的补偿设计，使补偿器的低频零点补偿系统的低频极点，高频极点补偿输出电容的 ESR 零点，从而获得更好的相位裕度。Rz、Cz 和补偿器中间增益可根据不同输出条件进行编程。

7.11 功率序列

启动时，默认输出电压设为 5V。一旦 Type-C 电缆连接，UFP 将电压和电流设置发送给 CXUS7764 系列，由 MCU 解码并编程参考电压 VREF_CV 和 VREF_CC。如果 Type-C 电缆断开，或输出电流低于省电模式阈值（通常编程为 200mA），CXUS7764 系列将进入省电模式，以超低工作电流运行，从而节省总输入功率。

7.12 输出过压保护（OVP）

当反馈环路的光耦因老化而故障时，如果与 VO 相关的内部电压高于可编程阈值 VVO_OVP，阻断 N-MOSFET 将被关断。OPTO 引脚电压将被锁存为高电平，直到 VDD 电压降至 VDD 关断阈值 VVDD_OFF 以下。

7.13 阻断 N-MOSFET 控制

CXUS7764 系列提供电荷泵驱动，控制外部阻断 N-MOSFET。一旦与 UFP 建立通信或检测到 CC 引脚 5.1kΩ 电阻，N-MOSFET 导通。若发生 VOUT 过压或短路，N-MOSFET 迅速关断，保护受电设备。

7.14 VBUS Drop 保护

VBUS drop 保护为 CXUS7764GQW 提供另一种输出短路保护机制。它用于检测 VBUS 引脚和 VO 引脚之间的电压差。当电压差超过 VBUS drop 阈值时，阻断 N-MOSFET 将立即关断。当 VBUS drop 功能使能时，建议外部电阻小于 1.5kΩ，并注意在 VBUS 放电期间不要超过 IVBUS_DIS 电流。CXUS7764BGQW 和 CXUS7764CGQW 没有此保护功能。

7.15 温度检测与热保护

RT 引脚提供过温保护或热监测功能。RT 引脚为外部 NTC 热敏电阻提供恒定偏置电流。如果 RT 电压低于可编程阈值电压并持续可编程去抖时间，则触发过温保护。偏置电流可编程为 100μA、20μA 或 5μA，以增强 25°C 至 100°C 范围内的温度检测线性度。

8. 基于 CXUS7764 的 140W EPR 充电器设计实例

设计目标：一款 140W USB PD 氮化镓充电器，支持 5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A、28V/5A（EPR）输出，满足 PD3.2 EPR 和 UFCS 规范。

• 系统配置：一次侧采用氮化镓功率器件和 PWM 控制器，二次侧采用 CXUS7764（WQFN-28L）。VDD 由辅助绕组供电，OPTO 驱动光耦反馈至一次侧，VFB 连接 CV 反馈网络，CS+ 和 CS- 连接电流检测电阻，USBP 驱动阻断 N-MOSFET，BLD 用于输出电容放电，VBUS 用于电压检测和放电，VTR 用于 VIN 检测，RT 连接 NTC 热敏电阻。
• PD 协议：固件支持 PD3.2 SPR、PPS、EPR 48V 和 UFCS，可响应各种 Sink 请求。
• CV/CC 控制：11 位 DAC 提供基准电压，对于 SPR 模式 KFB=10，对于 EPR 模式 KFB=25；电流检测和 CC 环路实现精确恒流控制。
• 线缆补偿：通过内部 gmCOMP 和 KCC 实现线性线缆补偿，确保线缆末端电压精度。
• 保护功能：自适应 OVP/UVP、CC/D+/D- OVP、可编程 OCP、可编程恒流保护、可编程 OTP，确保系统安全。
• EPR 睡眠模式：CXUS7764C 支持 EPR 睡眠模式，进一步降低待机功耗。

9. PCB 布局建议

• VDD 去耦：VDD 引脚需放置旁路电容，靠近引脚。
• OPTO 驱动：OPTO 引脚驱动光耦，走线应短且远离噪声源。光耦输出侧连接一次侧控制器。
• CS 检测：CS+ 和 CS- 连接电流检测电阻，走线应短且采用开尔文连接。
• CC 走线：CC1/CC2 走线应短，远离高频开关节点，建议在连接器侧放置 ESD 保护器件。
• USBP 驱动：USBP 连接外部 N-MOSFET 栅极，走线短且直，避免引入寄生振荡。
• BLD 走线：BLD 连接外部放电电阻或直接用于放电，走线应足够宽。
• VTR 走线：VTR 分压电阻应靠近芯片，走线远离高压开关节点。
• RT 走线：RT 连接 NTC 热敏电阻，走线应远离噪声源。
• 地平面：使用完整地平面，Exposed Pad 良好焊接，确保散热和信号完整性。

10. 订购信息与技术支持

CXUS7764 系列提供 WQFN-28L（4×5mm）封装，无铅、RoHS 合规。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。如需了解更多产品信息或获取设计支持，请访问嘉泰姆电子官网或联系我们的技术支持团队。