LP3798ESM+LP15R060S 12V2A高效小体积集成碳化硅 PSR低成本方案

在现代电子设备的设计中，对于电源解决方案的需求正变得越来越严苛，尤其是在空间受限和成本敏感的应用中。LP3798ESM与LP15R060S的组合提供了一个创新的解决方案，通过集成碳化硅(SiC)技术，实现了12V/2A的高效输出，同时保持了小体积和低成本。这一方案不仅满足了对高性能电源转换器的期待，还通过简化设计流程和降低元件数量，为工程师们提供了一个更加灵活和经济的选择。

LP3798ESM（主控）+LP15R060S（SiC 同步整流）是芯茂微推出的“All-in-One”12V2A 适配器参考设计。整个电源在 45mm×39mm 单面 PCB 上实现 90% 峰值效率、≤200mV 纹波、<0.07W 空载功耗，并一次性通过 EN55032 Class B 辐射与 4kV 浪涌。核心特点：

• PSR 架构，无光耦、无 TL431，BOM 成本 ↓15%

• 内置 600V 高压启动 + 碳化硅（SiC）同步 MOSFET，把体积压缩到指甲盖大小

• 86-264VAC 全压输入，45℃ 带壳长期工作，适合小家电、智能锁、机顶盒等紧凑空间

实物图及PCB

规格总览

原理图

器件功能一对一

变压器设计亮点

• Np:Ns:Na = 210:14:28，原边 0.28mm² 双线并绕，降低铜损

• 屏蔽铜箔 1.5T，漏感实测 22µH，开关尖峰 <580V（264V 输入）

• 骨架 5+2+1 槽，槽宽 8.2mm，可手工绕制，打样成本低

Bmax 计算公式（文档 19 条）

Bmax = Ip_pk × Lp × 10³ / (Ae × Np)
@90V/2A 满载 Ip_pk=0.92A → Bmax≈0.29T <0.35T，远离饱和

性能细节拆解

1. 效率曲线
   115V/2A 板端 90.2%，230V/2A 90.73%，比传统肖特基方案提升 3-4%，整机温升下降 8℃。

2. 输出纹波
   230V 满载 94mV（示波器 20MHz 带宽），远低规格 200mV；次级 SiC 无反向恢复尖峰。

3. 动态负载
   0- 5ms 阶跃，ΔVo=±1V，恢复时间 300µs，内置斜坡补偿保障 CCM 稳定。

4. 短路保护
   打嗝重启，占空比降至 1/8，平均功耗 <0.5W；解除后自动软启，无过冲。

5. 待机功耗
   芯片级 PFM+跳周期，空载频率 <1kHz；264V 仅 58mW，出口欧盟无需辅助待机电路。

6. 保持时间
   264V 下 112ms，足以覆盖 16.7ms 电网缺口，后端电机驱动不掉速。

EMI 与可靠性

• 辐射：水平/垂直 QP 余量 7dB@31MHz，内置频率抖动 + 屏蔽绕组，无需共模电感即可过 Class B

• 浪涌：L-N 2kV、L/N-PE 4kV 正负各 7 次，输出无闪退

• 静电：接触±8kV、空气±15kV A 级，适合塑料外壳无地线应用

• 温度：壳内 45℃ 满载 4h，变压器磁芯 <105℃，满足 105K 温升红线

• 应力：开机瞬间 Vds_max=592V，降额 600V 器件 92%，降额充足

尺寸与成本优势

快速设计 Checklist

1. 输入电容：2×22µF/400V 电解 + 1µF/50V 陶瓷，靠近 VIN-GND

2. 功率电感：68µH ±20%，饱和电流 ≥2A，DCR <0.3Ω

3. 输出电容：1000µF/16V LOW-ESR ×2，纹波电流 >1.2A

4. RCD 吸收：R=100kΩ/2W，C=1nF/1kV，D=S2M，钳位电压 <580V

5. 变压器：按文档 4 条参数绕制，漏感 <25µH，层间加 3M 1298 胶带

6. 安规：初次级爬距 >6mm，Y1 电容 4n7/400V 接冷点，满足双重绝缘

LP3798ESM与LP15R060S的结合展示了在电源管理领域的一次飞跃。这一方案不仅以其卓越的性能参数和可靠性满足了工程师们对电源解决方案的期待，还通过其成本效益和设计简便性，为广泛的应用场景提供了可能。深圳三佛科技提供完整资料及技术支持，批量价格有优势~