在当今快速发展的电子设备市场中，电源适配器的性能和效率对于设备的稳定运行至关重要。随着USB-C接口和USB-PD协议的广泛应用，市场对高性能、高效率的电源适配器的需求日益增加。本文将详细介绍基于BP87112和BP6211B芯片的20W A+C电源适配器参考设计，该设计支持12V/1.67A、9V/2.22A和5V/3A的输出规格，旨在为用户提供一个高效、可靠的电源解决方案。

BP87112与BP6211B芯片概述

（一）BP87112芯片

BP87112是一款专为高性能电源适配器设计的控制芯片，具有以下特点：

    集成650V高压IGBT结构：能够承受高输入电压，适用于宽电压范围的应用场景。
    集成高压启动功能：简化了启动电路设计，降低了系统成本。
    内置软启动功能：有效减少了启动过程中的电流冲击，提高了系统的稳定性。
    65KHz工作频率：支持CCM（连续导通模式）和DCM（不连续导通模式）工作模式，适应不同的负载需求。
    完备的保护功能：包括OCP（过流保护）、OVP（过压保护）、UVLO（欠压锁定）和OTP（过温保护）等，确保芯片在异常情况下能够安全运行。
    六级能效&低待机损耗：符合国际能效标准，降低能源浪费。

（二）BP6211B芯片

BP6211B是一款高效率的同步整流芯片，专为反激变换器设计，具有以下特点：

    集成60V同步整流MOSFET：支持CCM、DCM和QR（准谐振）模式，适应多种工作模式。
    自适应驱动电压和超快速关断：提高了整流效率，减少了开关损耗。
    可用于正端和负端整流：灵活性高，适用于多种电路设计。
    芯片自供电：正端整流无需辅助绕组供电，简化了电路设计。
    六级能效&低待机损耗：符合国际能效标准，降低待机功耗。

电源适配器设计规格

（一）输入电压范围

    电压范围：90VAC至264VAC
    频率范围：47Hz至63Hz

（二）输出规格

    5V输出：3A，纹波小于150mV
    9V输出：2.22A，纹波小于150mV
    12V输出：1.67A，纹波小于150mV

（三）其他规格

    空载功耗：小于75mW（230VAC输入）
    传导EMI：符合CISPR22B/EN55022 class B标准
    环境温度：0℃至25℃
    雷击测试：1kV差模
    静电测试：15kV空气放电

电路设计

（一）电路图

参考设计的电路图如下所示：

    输入整流：采用BD1整流桥，将交流输入转换为直流。
    滤波电容：使用CE1和CE2电解电容进行输入滤波。
    主变压器：采用EE17磁芯，初级绕组感量为1250uH，漏感量小于20uH。
    控制芯片：BP87112作为主控芯片，通过反馈引脚FB调节输出电压。
    同步整流：BP6211B作为同步整流芯片，提高效率。
    输出滤波：使用CE4固态电容进行输出滤波，确保输出电压的稳定性。

（二）PCB Layout

    主板尺寸：34.6mm x 40.4mm
    小板尺寸：12.3mm x 16mm
    布局优化：确保功率环路面积最小化，减少EMI辐射。

（三）BOM清单

    主要元件：
        BP87112控制芯片
        BP6211B同步整流芯片
        主变压器（EE17磁芯）
        输入整流桥（BD1）
        输入滤波电容（CE1、CE2）
        输出滤波电容（CE4）
        其他辅助元件（电阻、电容、电感等）

性能测试

（一）空载功耗

    测试结果：在230VAC输入下，空载功耗小于75mW，符合设计要求。

（二）效率测试

    5V输出：在不同输入电压下，效率均超过85%，平均效率达到87.5%。
    9V输出：在不同输入电压下，效率均超过85%，平均效率达到88.5%。
    12V输出：在不同输入电压下，效率均超过85%，平均效率达到89%。

（三）输出电压纹波

    5V输出：纹波小于88.7mV（90VAC输入）和71.2mV（264VAC输入）。
    9V输出：纹波小于102.4mV（90VAC输入）和71.2mV（264VAC输入）。
    12V输出：纹波小于97.6mV（90VAC输入）和57.6mV（264VAC输入）。

（四）动态负载响应

    5V输出：在10%至90%负载变化下，动态负载响应小于940mV。
    9V输出：在10%至90%负载变化下，动态负载响应小于850mV。
    12V输出：在10%至90%负载变化下，动态负载响应小于780mV。

（五）EMI测试

    传导EMI：符合CISPR22B/EN55022 class B标准。
    辐射EMI：在不同输出电压和接口类型下，均符合相关标准。

（六）温度测试

    测试结果：在满载条件下，BP87112温度为117.8℃，BP6211B温度为106.5℃，变压器温度为107.5℃，均在安全范围内。

实际应用案例

（一）案例背景

某电子设备制造商需要为其新款设备设计一个20W A+C电源适配器，要求高效、稳定且符合国际标准。

（二）设计过程

    电路设计：根据BP87112和BP6211B的特性，设计了上述电路图和PCB布局。
    元件选择：根据BOM清单，选择了合适的元件。
    性能测试：进行了空载功耗、效率、纹波、动态负载响应、EMI和温度测试，确保所有指标符合设计要求。

（三）应用效果

    效率提升：设计的电源适配器在不同输出电压下均表现出高效率，降低了能源浪费。
    稳定性高：输出电压纹波小，动态负载响应快，确保设备在不同负载条件下稳定运行。
    符合标准：通过了EMI和ESD测试，符合国际标准，提高了产品的市场竞争力。

结论

基于BP87112和BP6211B芯片的20W A+C电源适配器参考设计，通过精心的电路设计、元件选择和性能测试，实现了高效、稳定且符合国际标准的电源解决方案。该设计不仅提高了电源适配器的效率，还降低了功耗和成本，为电子设备制造商提供了一个可靠的电源解决方案。在实际应用中，该设计已经得到了广泛的认可和应用，为用户带来了显著的效益。