CXLE86285B是一款固定输出5V的高效智能转换器。它在12V至30V的宽输入电压范围内,可提供高达150mA(Vin≥13V)或110mA(12V≤Vin<13V)的输出电流。其最革命性的特点是完全无需外部储能电感,仅需少数几个电容和电阻即可构成完整电源方案,极大地优化了系统的体积、BOM成本与布板复杂度。
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[ CXLE86285B ]
CXLE86285B:突破性的无电感高效转换方案,重新定义小功率电源设计
在需要从12V至30V母线电压产生一路隔离或非隔离的5V辅助电源时,工程师传统上往往在线性LDO(低压差稳压器) 和传统的开关降压(Buck)电路之间权衡:前者简单但效率低下、发热严重;后者效率高却需要电感,增加了体积、成本与EMI设计难度。嘉泰姆电子推出的CXLE86285B,创新性地采用开关电容(Switched-Capacitor)架构,实现了 “无电感” 的高效降压转换,完美地解决了这一痛点。
一、芯片概述:当高效与简洁融为一体
CXLE86285B是一款固定输出5V的高效智能转换器。它在12V至30V的宽输入电压范围内,可提供高达150mA(Vin≥13V)或110mA(12V≤Vin<13V)的输出电流。其最革命性的特点是完全无需外部储能电感,仅需少数几个电容和电阻即可构成完整电源方案,极大地优化了系统的体积、BOM成本与布板复杂度。
与效率通常仅30%-50%(高压差时)的传统线性LDO相比,CXLE86285B的系统效率可提升约2倍,显著降低了功率损耗与温升。芯片采用紧凑的ESOT-26封装,并集成全面的保护功能,是高可靠性、高性价比辅助电源的理想选择。
二、核心优势与电气特性
2.1. CXLE86285B的卓越性能体现在以下几个方面:
· 无电感设计:采用开关电容电荷泵原理,省去了体积最大、成本最高的电感元件。
· 高效率:典型开关频率400kHz,固定占空比控制,在宽输入范围内均保持高效,大幅减少发热。
· 宽输入电压:12V-30V,适用于工业控制、汽车电子、通信设备等常见直流母线。
· 全面保护:内置输出短路保护(SCP)、过载保护(OLP)、过压保护(OVP)及过温保护(OTP)。
· 良好的EMI特性:集成抖频技术,分散开关谐波,简化系统EMI滤波设计。
2.2. 关键电气参数:
· 输出电压:5V ±5%
· 最大输出电流:150mA @ Vin≥13V;110mA @ 12V≤Vin<13V
· 静态工作电流:典型250μA
· 开关频率:典型400kHz
· 工作结温:-20℃ 至 125℃
三、工作原理深度解析:开关电容架构如何实现高效降压
CXLE86285B的核心在于其内部的开关电容电压转换器。它通过控制内部MOSFET开关阵列,周期性地对飞电容(Flying Capacitor, Cfly)进行充电和放电,将能量从输入端传递到输出端,并通过调节开关时序来实现近似50%的电压转换比(从输入到输出),从而高效地将较高的输入电压降至5V。
这种架构的优势非常明显:
· 无磁性元件:消除了电感的磁芯损耗、饱和风险以及辐射EMI问题。
· 高功率密度:外围极其简洁,PCB占用面积小。
· 易于设计:无需复杂的电感选型、环路补偿设计,大幅缩短开发周期。
四、全方位保护机制确保系统鲁棒性
CXLE86285B集成了多重智能保护,确保在各种异常情况下系统的安全:
· 输出短路保护(SCP):当检测到输出电压Vout < 1.2V并持续5ms,芯片进入保护状态,停止开关500ms后自动尝试恢复。
· 输出过载保护(OLP):当Vout < 2.5V并持续25ms(表明负载过重),触发保护,机制同SCP。
· 输出过压保护(OVP):当Vout > 5.5V并持续10μs,立即关断,防止后级电路损坏。
· 过温保护(OTP):当芯片结温超过145℃时关断,温度下降40℃后自动恢复。
这些保护功能均为自恢复式,无需外部干预,极大地提高了终端产品的可靠性与耐用性。
五、关键外围元件选型与PCB布局指南
尽管外围极简,但正确选型和布局对性能至关重要。
5.1. 电容选型建议:
· 飞电容(Cfly):推荐使用1μF,低ESR的陶瓷电容(如X5R/X7R),并务必紧靠芯片CP和CN引脚。
· 输入电容(Cin):建议2.2μF以上,用于滤除输入线噪声和提供瞬态电流,靠近VIN和GND引脚。
· 输出电容(Cout):建议10μF以上,用于稳定输出电压、降低纹波,靠近VOUT和GND引脚。
5.2. PCB布局黄金法则:
· 散热优先:芯片底部的散热焊盘是主要散热路径,必须在PCB上设计足够大的接地铜箔并添加过孔阵列以导热至内层或背面。
· 功率回路最小化:输入电容、飞电容、输出电容与芯片引脚形成的环路面积应尽可能小,以降低寄生电感和开关噪声。
· 噪声隔离:敏感的信号走线应远离芯片的开关节点(CP/CN附近)。
六、与传统LDO及Buck电路的对比分析
| 特性 | 传统线性LDO | 传统Buck转换器 | CXLE86285B (开关电容) |
|---|---|---|---|
| 核心元件 | 无 | 电感、开关管、二极管 | 飞电容 |
| 效率 | 低 (Vin-Vout差值决定) | 高 | 中高 (远高于LDO) |
| 尺寸/成本 | 小/低 | 大/高 | 小/低 |
| EMI设计难度 | 低 | 高 | 中低 |
| 设计复杂度 | 极低 | 高 | 低 |
| 典型应用场景 | 低压差、低噪声、小电流 | 中大功率、高效率场合 | 小功率、高性价比、空间受限场合 |
结论:对于输入电压较高(如24V、28V)而需要5V/150mA以内电源的应用,CXLE86285B在效率、体积、成本和设计简易性上取得了绝佳平衡,是替代发热严重的LDO和简化Buck电路的优选方案。
七、典型应用场景
凭借其独特优势,CXLE86285B非常适合以下领域:
· 工业控制:PLC、传感器、继电器的5V辅助电源。
· 汽车电子:车载仪表、娱乐系统的低压辅助供电。
· 通信设备:光模块、网络设备的板载5V电源。
· 智能家居:网关、控制板的电源转换。
任何使用12V/24V总线并需要高效、紧凑5V电源的场合。
八、典型电路原理图
九,封装及引脚功能
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十一、选择嘉泰姆电子,选择高可靠电源解决方案
嘉泰姆电子(JTM-IC.com)始终致力于为客户提供创新、可靠、高性价比的电源管理芯片。CXLE86285B作为我们“高效简洁”产品理念的杰出代表,已成功助力众多客户解决了小功率辅助电源的设计难题,在提升效率的同时降低了系统总成本。
我们不仅提供性能优异的芯片,更提供完整的技术支持服务,包括应用笔记、参考设计、仿真模型以及快速样品支持。
如果您正在寻找一种能够替代传统LDO、简化电源设计、同时大幅提升效率的5V辅助电源解决方案,CXLE86285B无疑是您的最佳选择。立即访问嘉泰姆电子官网 jtm-ic.com,获取CXLE86285B的完整数据手册、典型应用电路图、PCB布局文件以及申请免费样品。我们的专业工程师团队随时准备为您提供技术支持,助力您的产品成功上市。
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