在 10 ~ 20 W 段適配器市場(chǎng),“無 Y 電容 + 六級(jí)能效” 幾乎成了網(wǎng)通/語(yǔ)音類產(chǎn)品的準(zhǔn)入門檻:既要過 EMI,又要成本壓到極限,還得讓終端客戶在 90 ~ 264 V 全電壓范圍內(nèi)安心滿載。輝芒微電子推出的 FT8395KB(內(nèi)置 700 V MOSFET、SOP-8 封裝)給出了一份“教科書”級(jí)答案——官方參考設(shè)計(jì) DM40501CE v2.0 僅用 29 顆器件(含磁芯)就完成了 18 W 輸出,BOM 成本低于 0.18 RMB/W(批量 10 k 套數(shù)據(jù))。下文把原理圖、變壓器、PCB 與關(guān)鍵實(shí)測(cè)一次性講透~
? 輸入:90 ~ 264 VAC,47 ~ 63 Hz,兩線制(無 PE)
? 輸出:12 V/0 ~ 1.5 A(18 W 連續(xù)),CC 模式可帶 5 000 μF 起機(jī)
? 效率:板端 86.7 %(115 V)/ 86.9 %(230 V);線端 85.3 % / 85.4 %
? 空載功耗:<75 mW@230 V,滿足 CoC V5 Tier-2
? 紋波:<110 mVpp@90 V 滿載
? EMI:傳導(dǎo)/輻射 EN55032 Class B margin >6 dB(無 Y)
? 安規(guī):IEC/UL 60950 認(rèn)證通過,Surge ±1 kV Class A 不重啟
? 尺寸:?jiǎn)蚊姘?35 mm × 23 mm,EE16 立式 5+2PIN,可與 12 V/1 A 共殼
輸入 EMI & 整流
– LF1 共模電感 3.3 mH + CX1 0.1 μF/275 VAC 形成 π 型濾波
– 無 MOV(省成本),差模靠 CX1 + PCB 走線耦合
– DB1 MB6S 整流,C1 4.7 μF/400 V 做高壓儲(chǔ)能,R1 2 MΩ 泄放
主功率級(jí)
– U1 FT8395KB 集成 700 V MOSFET,谷底導(dǎo)通 QR 架構(gòu),65 kHz max
– T1 EE16:Np 73T 0.18 mm,Ns 7T × 2 (并聯(lián)) 0.4 mm,Na 7T 0.18 mm
– RCD 吸收:R2 150 kΩ/0.25 W,C2 470 pF/1 kV,D1 RS1M
– 次級(jí)同步整流:D4 SR560L(60 V/5 A 肖特基,成本低)
輸出濾波
– L1 3.3 μH 貼片功率電感 + C3/C4 470 μF/16 V 并聯(lián),R5 0.1 Ω ESR 調(diào)紋波
– C5 0.1 μF 陶瓷吸收尖峰
反饋 & 保護(hù)
– TL431 + PC817 光耦,R11/R12 分壓 2.5 V 基準(zhǔn)
– FB 下偏電阻短路時(shí),U1 內(nèi)部 OVP 14.2 V(實(shí)測(cè))
– R9 0.68 Ω 檢測(cè)原邊電流,OCP 1.85 A(115 V 典型)
– 過溫保護(hù):芯片內(nèi)部 150 °C 關(guān)斷,遲滯 25 °C
關(guān)鍵“無 Y”技巧
– 變壓器結(jié)構(gòu):屏蔽繞組 Na 7T 夾繞在 Np 與 Ns 之間,配合銅箔屏蔽 1/2 匝
– PCB 地分區(qū):一次地、二次地各留 4 mm 隔離槽,光耦腳位跨隔離槽
– 輸出共模電感 LF2 預(yù)留焊盤(默認(rèn) 0 Ω 短接,若 EMI 裕量不足再貼片)
位號(hào) | 參數(shù) | 封裝 | 典型供應(yīng)商 | 備注 |
---|---|---|---|---|
U1 | FT8395KB | SOP-8 | FMD | 700 V/3 Ω MOSFET 集成 |
T1 | EE16 立式 5+2 | — | 自主繞制 | 見下節(jié)變壓器規(guī)格 |
D4 | SR560L | SMC | MDD | 60 V/5 A 肖特基,VF 0.45 V |
C1 | 4.7 μF/400 V | 8 × 11 | Aishi | 105 ℃ 5000 h |
C3/C4 | 470 μF/16 V | 8 × 10 | Aishi | 并聯(lián)降 ESR |
L1 | 3.3 μH/2.5 A | 4 × 4 × 2 mm | Sunlord | 貼片功率電感 |
R9 | 0.68 Ω/0.25 W | 1206 | Yageo | 原邊電流采樣 |
PC817 | CTR 200 % | DIP-4 | Lite-On | 光耦 |
TL431 | 2.495 V | SOT-23 | Diodes | 基準(zhǔn)源 |
磁芯:EE16(立式加寬加長(zhǎng),5+2PIN),Ae 19 mm2,Bmax < 0.25 T
骨架:5+2PIN,一次側(cè) 3-1,二次側(cè) 7-5,輔助 6-4
繞組順序:
Np 73T,0.18 mm UEW,密繞一層,3→1
銅箔屏蔽 1/2 匝,單端接地(PIN 2)
Na 7T,0.18 mm,6→4
Ns 7T×2,0.4 mm×2 并聯(lián),7→5
外銅箔屏蔽 1/2 匝,接 PIN 2
電感量:Lp 1.05 mH ± 8 %,漏感 < 40 μH
絕緣:Ns→Na 3 kVAC/1 min,Np→Na 3 kVAC/1 min,滿足 IEC60950
? 單面板 35 mm × 23 mm,一次器件全部在頂層插件,二次貼片置于底層
? 功率環(huán):C1 地 → U1 HV → T1 Pin3 → T1 Pin1 → RCD → C1+,環(huán)路面積 < 1 cm2
? 信號(hào)地:TL431、光耦二次側(cè)地獨(dú)立走線,最后單點(diǎn)接到輸出負(fù)端
? 安規(guī)距離:一次-二次爬電 6 mm,開槽 0.8 mm×2,滿足 250 V 污染等級(jí) 2
? 散熱:U1 背面露銅 5 mm×5 mm,加錫或貼散熱片,滿載 45 °C 環(huán)境芯片 < 110 °C
? 效率:230 VAC 滿載 88.0 %(板端),線端 85.6 %
? 紋波:230 VAC 滿載 50 mVpp,90 VAC 滿載 106 mVpp
? Surge:±1 kV 組合波,輸出不掉電,示波器未見復(fù)位
? ESD:空氣 ±8 kV,接觸 ±6 kV,Class A
? 音頻噪聲:<20 dBA@10 cm,全電壓全負(fù)載(無 Y 電容無嘯叫)
FT8395KB 把 700 V MOSFET、QR 控制器、軟驅(qū)動(dòng)、OCP/OTP/FB OVP 集成到一片 SOP-8 里,再配套官方給出的 EE16 無 Y 變壓器,把 18 W 六級(jí)能效適配器做到了“器件極簡(jiǎn)、成本極限、EMI 余量充足”。對(duì)于需要快速量產(chǎn)的網(wǎng)通、機(jī)頂盒、IoT 網(wǎng)關(guān)等 12 V 適配器,該設(shè)計(jì)可以“一把梭”直接落地;若需更高功率或不同電壓,只需在變壓器匝比和次級(jí)器件上做“小手術(shù)”即可,性價(jià)比依舊能打。