在24 V中小功率段,市面主流方案常被“大體積+高BOM”困擾:
用PQ3230,高度>30 mm,塞不進導(dǎo)軌殼;
采用同步整流雖效率高,但成本立刻+3元;
變壓器參數(shù)各家保密,工程師反復(fù)試繞、燙手又燙心。
芯茂微LP3799F系列(FAC/FBC僅封裝差異,內(nèi)核同源)給出了一條“PQ2620+二次側(cè)肖特基”的另類路線:
“反激、非連續(xù)、谷底導(dǎo)通、125 kHz”四板斧,把24 V×2.5 A=60 W功率硬生生壓進PQ2620磁芯,成品尺寸42 mm×28 mm×22 mm,自然冷卻,成本<15 RMB(不含殼)。本文把官方只給圖片的“非標原理圖+變壓器手工繞單”一次性公開,并給出可復(fù)制的PCB布局、EMI調(diào)試與安規(guī)要點,供廣大電源同行“抄作業(yè)”。

芯片速覽——LP3799Fxx到底強在哪?
內(nèi)置800 V/2 Ω超結(jié)MOS,無需外置散熱片即可60 W;
自供電專利,取消輔助繞組,變壓器腳位直接省2 Pin;
頻率折返+谷底鎖定,230 VAC滿載效率>88 %,待機<75 mW;
磁芯接地腳位可編程,EMI“熱點”自動移位,余量>6 dB;
OTP、OLP、OVP、短路自恢復(fù)全打包,過安規(guī)IEC/UL62368一步到位。
原理圖

PQ2620變壓器——“手工也能繞出量產(chǎn)一致性”
電氣目標
電感量LP 600 μH ±5 %,漏感<30 μH(5 %),氣隙0.15 mm(PC40材質(zhì),研磨中間柱)
腳位定義(立式6+6,底視逆時針)
1-NC,2-N1始,3-N1末/N6始,4-N2始,5-N2末/N5始/磁芯接地,6-N6末,8-N3末,12-N3始
→ 注意:5腳為“磁芯+次級公共地”,與PCB銅皮大面積相連,一舉解決EMI與ESD
繞制順序(先里后外,單點接地)
N1:φ0.45 mm×1,36 T,密繞2層,2→3,3層高溫膠帶
N2:φ0.2 mm×3,7 T,密繞整層,4→5,3層膠帶
N3:φ0.65 mm三層絕緣線,10 T,密繞整層,12→8,3層膠帶(安規(guī)“雙重絕緣”)
N5:φ0.2 mm×2,12 T,5→NC,屏蔽層,單端浮空,降低共模
N6:φ0.4 mm×1,14 T,3→6,補償繞組,輔助芯片自供電(官方取消,但預(yù)留更穩(wěn))

工藝要點
起繞腳加鐵氟龍?zhí)坠?,杜絕“錫尖”刺破膠帶
每層膠帶≥3層,重疊>50 %,過1.5 kVac耐壓
繞完真空含浸,防止音頻噪聲
成品測試:1 kHz/0.3 V下LP 600 μH ±5 %,漏感<30 μH,Q>60
PCB布局“六脈神劍”

功率環(huán)最小化
直流母線→變壓器→MOS→RCS→母線地,環(huán)路面積<1 cm2,差模輻射下降6 dB
芯片“靜地”單點
芯片GND腳→RCS下地→EC1負→母線地,星型連接,杜絕共阻彈跳
采樣走線差分
R19/R20分壓地單獨回芯片GND腳,遠離SW節(jié)點,誤差<±1 %
輸出電容“三明治”
肖特基陰極→CE4/5→變壓器次級地,銅皮上下夾芯,降低ESL
散熱銅箔
頂層MOS漏極銅箔>200 mm2,反面開窗打散熱過孔,60 W溫升<45 K
EMI“可移動天線”
磁芯5腳銅皮預(yù)留RC Snubber(100 Ω/1 nF),暗室不過時直接補焊,無需割線
實測數(shù)據(jù)(230 VAC/50 Hz,25 ℃自然冷卻)
| 負載 | VOUT | IO | Pin | η | Vripple | 殼溫 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 % | 24.2 V | 2.50 A | 68.2 W | 88.7 % | 120 mV | 65 ℃ |
| 75 % | 24.2 V | 1.88 A | 51.6 W | 88.1 % | 100 mV | 58 ℃ |
| 50 % | 24.2 V | 1.25 A | 35.1 W | 86.3 % | 85 mV | 52 ℃ |
| 25 % | 24.2 V | 0.63 A | 18.9 W | 80.7 % | 70 mV | 45 ℃ |
| 0 % | 24.2 V | 0 A | 0.07 W | — | 40 mV | 35 ℃ |
待機功耗70 mW,滿足CoC Tier 2
傳導(dǎo)EMI:QP值余量>8 dB@500 kHz,無共模電感即可過Class B
浪涌:±2 kV差模/±4 kV共模,輸出無復(fù)位
短路:自恢復(fù),打嗝模式,MOS尖峰<650 V(800 V耐壓余量23 %)
應(yīng)用彩蛋
把 R13 換成 20k 多圈電位器,即可 18-28V 無級可調(diào),小功率電機、LED 恒流統(tǒng)統(tǒng)搞定。
若只做 12V,可把 N3 改為 5T,VCC 繞組相應(yīng)調(diào)整,整機成本再降 10%。
需要 48V?把 N3 改為 20T,D1 換 UF206,EC4 換 1000μF/63V,輕松 48V/1A。
結(jié)語
LP3799FAC/LP3799FBC 這顆“老炮兒”芯片,只要變壓器繞得溜,就能從 18W 干到 60W。本文把原理圖、PCB、變壓器繞制數(shù)據(jù)、全套實測數(shù)據(jù)全部開源,歡迎直接打樣。
審核編輯 黃宇
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