在 10 ~ 20 W 段适配器市场,“无 Y 电容 + 六级能效” 几乎成了网通/语音类产品的准入门槛:既要过 EMI,又要成本压到极限,还得让终端客户在 90 ~ 264 V 全电压范围内安心满载。辉芒微电子推出的 FT8395KB(内置 700 V MOSFET、SOP-8 封装)给出了一份“教科书”级答案——官方参考设计 DM40501CE v2.0 仅用 29 颗器件(含磁芯)就完成了 18 W 输出,BOM 成本低于 0.18 RMB/W(批量 10 k 套数据)。下文把原理图、变压器、PCB 与关键实测一次性讲透~
• 输入:90 ~ 264 VAC,47 ~ 63 Hz,两线制(无 PE)
• 输出:12 V/0 ~ 1.5 A(18 W 连续),CC 模式可带 5 000 µF 起机
• 效率:板端 86.7 %(115 V)/ 86.9 %(230 V);线端 85.3 % / 85.4 %
• 空载功耗:<75 mW@230 V,满足 CoC V5 Tier-2
• 纹波:<110 mVpp@90 V 满载
• EMI:传导/辐射 EN55032 Class B margin >6 dB(无 Y)
• 安规:IEC/UL 60950 认证通过,Surge ±1 kV Class A 不重启
• 尺寸:单面板 35 mm × 23 mm,EE16 立式 5+2PIN,可与 12 V/1 A 共壳
输入 EMI & 整流
– LF1 共模电感 3.3 mH + CX1 0.1 µF/275 VAC 形成 π 型滤波
– 无 MOV(省成本),差模靠 CX1 + PCB 走线耦合
– DB1 MB6S 整流,C1 4.7 µF/400 V 做高压储能,R1 2 MΩ 泄放
主功率级
– U1 FT8395KB 集成 700 V MOSFET,谷底导通 QR 架构,65 kHz max
– T1 EE16:Np 73T 0.18 mm,Ns 7T × 2 (并联) 0.4 mm,Na 7T 0.18 mm
– RCD 吸收:R2 150 kΩ/0.25 W,C2 470 pF/1 kV,D1 RS1M
– 次级同步整流:D4 SR560L(60 V/5 A 肖特基,成本低)
输出滤波
– L1 3.3 µH 贴片功率电感 + C3/C4 470 µF/16 V 并联,R5 0.1 Ω ESR 调纹波
– C5 0.1 µF 陶瓷吸收尖峰
反馈 & 保护
– TL431 + PC817 光耦,R11/R12 分压 2.5 V 基准
– FB 下偏电阻短路时,U1 内部 OVP 14.2 V(实测)
– R9 0.68 Ω 检测原边电流,OCP 1.85 A(115 V 典型)
– 过温保护:芯片内部 150 °C 关断,迟滞 25 °C
关键“无 Y”技巧
– 变压器结构:屏蔽绕组 Na 7T 夹绕在 Np 与 Ns 之间,配合铜箔屏蔽 1/2 匝
– PCB 地分区:一次地、二次地各留 4 mm 隔离槽,光耦脚位跨隔离槽
– 输出共模电感 LF2 预留焊盘(默认 0 Ω 短接,若 EMI 裕量不足再贴片)
位号 | 参数 | 封装 | 典型供应商 | 备注 |
---|---|---|---|---|
U1 | FT8395KB | SOP-8 | FMD | 700 V/3 Ω MOSFET 集成 |
T1 | EE16 立式 5+2 | — | 自主绕制 | 见下节变压器规格 |
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 | 并联降 ESR |
L1 | 3.3 µH/2.5 A | 4 × 4 × 2 mm | Sunlord | 贴片功率电感 |
R9 | 0.68 Ω/0.25 W | 1206 | Yageo | 原边电流采样 |
PC817 | CTR 200 % | DIP-4 | Lite-On | 光耦 |
TL431 | 2.495 V | SOT-23 | Diodes | 基准源 |
磁芯:EE16(立式加宽加长,5+2PIN),Ae 19 mm²,Bmax < 0.25 T
骨架:5+2PIN,一次侧 3-1,二次侧 7-5,辅助 6-4
绕组顺序:
Np 73T,0.18 mm UEW,密绕一层,3→1
铜箔屏蔽 1/2 匝,单端接地(PIN 2)
Na 7T,0.18 mm,6→4
Ns 7T×2,0.4 mm×2 并联,7→5
外铜箔屏蔽 1/2 匝,接 PIN 2
电感量:Lp 1.05 mH ± 8 %,漏感 < 40 µH
绝缘:Ns→Na 3 kVAC/1 min,Np→Na 3 kVAC/1 min,满足 IEC60950
• 单面板 35 mm × 23 mm,一次器件全部在顶层插件,二次贴片置于底层
• 功率环:C1 地 → U1 HV → T1 Pin3 → T1 Pin1 → RCD → C1+,环路面积 < 1 cm²
• 信号地:TL431、光耦二次侧地独立走线,最后单点接到输出负端
• 安规距离:一次-二次爬电 6 mm,开槽 0.8 mm×2,满足 250 V 污染等级 2
• 散热:U1 背面露铜 5 mm×5 mm,加锡或贴散热片,满载 45 °C 环境芯片 < 110 °C
• 效率:230 VAC 满载 88.0 %(板端),线端 85.6 %
• 纹波:230 VAC 满载 50 mVpp,90 VAC 满载 106 mVpp
• Surge:±1 kV 组合波,输出不掉电,示波器未见复位
• ESD:空气 ±8 kV,接触 ±6 kV,Class A
• 音频噪声:<20 dBA@10 cm,全电压全负载(无 Y 电容无啸叫)
FT8395KB 把 700 V MOSFET、QR 控制器、软驱动、OCP/OTP/FB OVP 集成到一片 SOP-8 里,再配套官方给出的 EE16 无 Y 变压器,把 18 W 六级能效适配器做到了“器件极简、成本极限、EMI 余量充足”。对于需要快速量产的网通、机顶盒、IoT 网关等 12 V 适配器,该设计可以“一把梭”直接落地;若需更高功率或不同电压,只需在变压器匝比和次级器件上做“小手术”即可,性价比依旧能打。