全压过认证36W碳化硅方案(24V1.5A/12V3A),主芯片LP3798ESM
LP3798ESM是芯茂微推出的一款原边反馈控制+内置SiC功率管二合一芯片,采用ASOP-6封装,内置750V/1.0Ω的SiC MOSFET。配合同步整流芯片LP15R060S(或LP10R060SD),可轻松实现12V3A(36W)或24V1.5A输出,支持90VAC-264Vac全电压输入,已通过EMI Class B认证。
该方案最大亮点是"三无一高":无光耦、无TL431、无启动电阻、高效率。传统方案需要45颗以上器件,此方案仅需38颗,BOM成本直降20%。
核心器件选型
| 型号 | 功率等级 | 内置SiC MOSFET | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| LP3798EAM | 18W/24W | 750V/1.5Ω | 12V1.5A/12V2A |
| LP3798EBM | 24W/36W | 750V/1.2Ω | 12V2A/12V3A(大体积外壳) |
| LP3798ESM | 24W/36W | 750V/1.0Ω | 12V3A/24V1.5A(小体积) |
LP3798ESM专为小体积应用优化,导通电阻仅1.0Ω,比EBM版本更低,适合空间受限场景。
典型应用电路
12V3A/36W适配器方案
原边控制器:LP3798ESM(ASOP6)同步整流:LP15R060S(SOP7)或LP10R060SD变压器:ETQ2316A磁芯,匝比Np:Ns:Na=52:5:8,感量1.1mH
关键设计点:
无需启动电阻:芯片内置1µA高压启动电路,VCC启动阈值16.5V
原边PSR控制:通过FB脚采样辅助绕组电压,省去光耦和TL431
同步整流替代肖特基:LP15R060S压降仅50mV@3A,相比肖特基提升效率3-5%
单层PCB设计:尺寸59.4×45.6mm,过炉后免洗工艺
性能实测数据
| 测试项目 | 实测值 | 备注 |
|---|---|---|
| 峰值效率 | 92.7% | 230Vac满载 |
| 空载功耗 | <67mW | 满足能效六级标准 |
| 输出纹波 | 68mV | 满载 |
| EMI测试 | Class B裕量>6dB | 单层板+π型滤波 |
| 工作频率 | 100kHz/65kHz/24kHz三档 | PFM变频控制 |
对比传统RCC方案(效率84%、空载200mW),LP3798ESM方案效率提升近9个百分点,待机功耗降低70%。
芯片核心特性
1. 多模式工作
CCM+DCM双模式:自动切换,重载定频、轻载变频
PFM+抖频技术:128us周期,±3%频率抖动,优化EMI
2. 完善的保护功能
输入欠压保护(BOP)
FB反馈电阻开短路保护
CS采样电阻开短路保护
输出短路/过压保护(OVP阈值3.0V)
电感过电流保护(VCS>1.2V触发)
过温保护(TSD=150°C,迟滞30°C)
3. 可编程线损补偿
最大补偿电流36µA,通过FB分压电阻设置,补偿电压可达输出电压的1%,解决长线传输压降问题。
变压器设计要点
| 参数 | 推荐值 | 说明 |
|---|---|---|
| 磁芯 | ETQ2316,PC95材质 | Ae=74mm² |
| 原边匝数 | 52Ts | 0.31mm线径 |
| 次级匝数 | 5Ts | 0.7mm线径,三层绝缘线 |
| 辅助匝数 | 8Ts | 为VCC供电 |
| 漏感 | <15µH | 影响效率 |
| 最大磁密 | 0.28T@90V满载 | 远离饱和 |
关键公式:Bmax=Ae×NpIpk×Lp
90V满载时原边峰值电流约3.7A,计算得Bmax=0.28T,留有充足裕量。
应用场景
小家电辅助电源:扫地机、加湿器、智能马桶(12V2A-3A)
智能设备供电:智能锁、机顶盒、路由器
LED驱动:12V/24V恒压灯带、模组
电动工具充电器:小型锂电充电(支持CV/CC恒流)
工业IoT:传感器节点、通信模块
总结
LP3798ESM+LP15R060S组合用两颗小封装实现了"650V SiC原边PSR + 60V同步整流"的完整方案:
✅极简BOM:38颗元件,单层PCB
✅高效率:92.7%峰值,67mW待机
✅易过认证:内置抖频,EMI Class B裕量充足
✅零调试:原边反馈,无需环路补偿
✅小体积:59×46mm拇指盖尺寸
