方案核心亮点
| 指标 | 参数 | 优势说明 |
|---|---|---|
| 输出功率 | 120W（12V/10A 或 24V/5A） | 单路大功率输出 |
| 输入电压 | 85-265VAC 全电压 | 全球电网兼容 |
| 转换效率 | 89% | 碳化硅+同步整流，低发热 |
| 开关频率 | 100kHz | 平衡体积与效率 |
| 磁芯方案 | PQ32 | 小巧体积，易采购 |
| 核心IC | LP8841SC（芯茂微） | 高频QR控制，外驱SiC MOS |
| 温升控制 | IC温度95℃左右，高低温差小 | 热设计余量充足 |
| EMI特性 | 内置抖频，轻松过认证 | 节省滤波器成本 |
方案架构：原边反馈极简设计
1） 拓扑选择
准谐振反激（QR Flyback）+ 原边反馈（PSR）
AC输入 → 整流滤波 → LP8841SC + SiC MOS → PQ32变压器 → 同步整流 → 12V/24V输出
↑___________________________↓
原边反馈（省去431+光耦）为什么选原边反馈？
-
省去TL431+光耦，BOM成本降约¥0.8
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省去反馈环路补偿元件，调试更简单
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体积更小，适合高密度适配器
2） 核心器件清单
| 位号 | 器件 | 型号/参数 | 作用 |
|---|---|---|---|
| U1 | 控制IC | LP8841SC (SOT23-6L) | 高频QR控制器，外驱SiC |
| Q1 | 主功率管 | SiC MOS (650V/100mΩ级) | 高频低损耗开关 |
| T1 | 变压器 | PQ32 (100kHz设计) | 能量传输与隔离 |
| U2 | 同步整流IC | 60V耐压 (12V输出时) | 替代肖特基，提升效率 |
| D1-D4 | 整流桥 | 4A/600V | AC整流 |
| C1 | 母线电容 | 100µF/400V | 输入滤波 |
LP8841SC关键特性解析
1） 为什么适合120W SiC方案
| 特性 | 参数 | 设计价值 |
|---|---|---|
| VCC工作范围 | 16V~90V | 宽电压供电，省去LDO |
| 最大频率 | 130kHz | 本方案用100kHz，余量充足 |
| 驱动电压 | 18V | 完美驱动SiC MOS |
| 抖频功能 | ±5% @ 0.25ms周期 | EMI优化，省共模电感 |
| 工作模式 | QR → 谷底 → MPCM → 打嗝 | 全负载范围高效 |
| 保护功能 | OPP/ZCD-OVP/Brown-in-out/OTP | 全保护覆盖，安全可靠 |
2） 多模式工作逻辑（轻载高效关键）
重载 ( >60%负载) → QR模式：谷底开通，降低开关损耗
中载 (30%-60%) → 谷底导通模式：自动切换谷底数
轻载 (10%-30%) → MPCM模式：加大峰值电流，降频至25.5kHz
空载/待机 → 打嗝模式：间歇工作，待机功耗<0.3W实际效果：100kHz高频工作，但轻载自动降频，解决传统高频方案轻载效率差的问题。
变压器设计要点（PQ32）
1） 关键参数
| 参数 | 设计值 | 说明 |
|---|---|---|
| 磁芯型号 | PQ32/20 | 120W功率等级标准选型 |
| 原边电感量 | 350-400µH | 根据100kHz频率计算 |
| 匝数比 | Np:Ns = 6:1 (12V输出) | 考虑同步整流压降 |
| 绕组方式 | 三明治绕法 | 减小漏感，降低尖峰 |
| 线径 | 原边0.4mm×2股，副边0.6mm×4股 | 趋肤效应优化 |
2） 绕制技巧
【第一层】原边绕组（一半匝数）
【第二层】副边绕组（全部匝数）
【第三层】原边绕组（剩余匝数）
【最外层】屏蔽层（可选，EMI优化）注意：LP8841SC通过ZCD脚检测退磁完成点，实现谷底开通，变压器漏感需控制在3%以内。
同步整流选型（输出12V vs 24V）
1） 12V/10A输出方案
| 参数 | 选型要求 | 推荐方案 |
|---|---|---|
| 同步整流IC耐压 | ≥60V | 预留20V尖峰余量 |
| MOS耐压 | 60V | 低Rdson，<5mΩ |
| 驱动方式 | 自供电或原边控制 | 副边直接取电 |
效率提升：同步整流替代肖特基，12V输出可提升效率3-4%，降低温升10-15℃。
2） 24V/5A输出方案
-
同步整流IC耐压需≥100V
-
或改用肖特基二极管（MBR20100CT），成本更低
EMI设计与实测
1） LP8841SC内置EMI优化
-
抖频功能：开关频率在±5%范围内周期抖动，分散频谱能量
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软驱动：DRV脚上升时间110ns，下降时间50ns，减缓dv/dt
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谷底开通：零电压/低电压开通，减小开关噪声
2） 外围滤波建议
【传导EMI】
- 共模电感：10mH（可省略，视抖频效果）
- X电容：0.22µF
- Y电容：2200pF（原副边各一对）
【辐射EMI】
- 功率回路面积尽量小（母线电容→变压器→MOS）
- 屏蔽铜箔：变压器外围包一圈接地铜皮实测结果：EN55032 Class B标准，6dB余量通过。
应用场景与快速选型
| 应用 | 输出规格 | 关键调整 |
|---|---|---|
| 大功率适配器 | 12V/10A 或 24V/5A | 标准方案，直接套用 |
| LED驱动电源 | 24V/5A | 恒压输出，后端加恒流IC |
| 小家电电源 | 12V/8A + 5V/2A | 增加5V辅路绕组 |
| 快充充电器 | 需PD协议 | LP8841SC+PD协议芯片组合 |
方案总结：为什么选这套方案
| 对比维度 | 传统MOS方案 | 本SiC方案 |
|---|---|---|
| 开关频率 | 65kHz | 100kHz → 变压器体积↓30% |
| 主功率管 | 超结MOS (Rdson 0.5Ω) | SiC MOS (Rdson 0.1Ω) → 效率↑3% |
| 反馈方式 | 光耦+431 | 原边反馈 → 省2颗IC |
| 整流方式 | 肖特基二极管 | 同步整流 → 效率↑3%，温升↓ |
| EMI对策 | 大共模电感 | 内置抖频 → 省共模电感 |
| 综合成本 | 基准 | 相当或更低，性能更优 |
核心价值 ：用LP8841SC的高集成度，配合SiC和同步整流，在PQ32小体积内实现120W高密度电源，效率89%、温升可控、EMI一次过，适合成本敏感又要求性能的消费电子应用。