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120W小体积碳化硅电源方案(LP8841SC极简方案12V10A/24V5A输出)
类别:产品新闻 发布时间:2026-02-25 14:31:23 浏览人数:18637

方案核心亮点


指标参数优势说明
输出功率120W(12V/10A 或 24V/5A)单路大功率输出
输入电压85-265VAC 全电压全球电网兼容
转换效率89%碳化硅+同步整流,低发热
开关频率100kHz平衡体积与效率
磁芯方案PQ32小巧体积,易采购
核心ICLP8841SC(芯茂微)高频QR控制,外驱SiC MOS
温升控制IC温度95℃左右,高低温差小热设计余量充足
EMI特性内置抖频,轻松过认证节省滤波器成本


方案架构:原边反馈极简设计


1) 拓扑选择


准谐振反激(QR Flyback)+ 原边反馈(PSR)

AC输入 → 整流滤波 → LP8841SC + SiC MOS → PQ32变压器 → 同步整流 → 12V/24V输出
 ↑___________________________↓
 原边反馈(省去431+光耦)


为什么选原边反馈?


  • 省去TL431+光耦,BOM成本降约¥0.8
  • 省去反馈环路补偿元件,调试更简单
  • 体积更小,适合高密度适配器



2) 核心器件清单


位号器件型号/参数作用
U1控制ICLP8841SC (SOT23-6L)高频QR控制器,外驱SiC
Q1主功率管SiC MOS (650V/100mΩ级)高频低损耗开关
T1变压器PQ32 (100kHz设计)能量传输与隔离
U2同步整流IC60V耐压 (12V输出时)替代肖特基,提升效率
D1-D4整流桥4A/600VAC整流
C1母线电容100µF/400V输入滤波


LP8841SC关键特性解析


1) 为什么适合120W SiC方案


特性参数设计价值
VCC工作范围16V~90V宽电压供电,省去LDO
最大频率130kHz本方案用100kHz,余量充足
驱动电压18V完美驱动SiC MOS
抖频功能±5% @ 0.25ms周期EMI优化,省共模电感
工作模式QR → 谷底 → MPCM → 打嗝全负载范围高效
保护功能OPP/ZCD-OVP/Brown-in-out/OTP全保护覆盖,安全可靠


2) 多模式工作逻辑(轻载高效关键)


重载 ( >60%负载) → QR模式:谷底开通,降低开关损耗
中载 (30%-60%) → 谷底导通模式:自动切换谷底数
轻载 (10%-30%) → MPCM模式:加大峰值电流,降频至25.5kHz
空载/待机 → 打嗝模式:间歇工作,待机功耗<0.3W


实际效果:100kHz高频工作,但轻载自动降频,解决传统高频方案轻载效率差的问题。


变压器设计要点(PQ32)


1) 关键参数


参数设计值说明
磁芯型号PQ32/20120W功率等级标准选型
原边电感量350-400µH根据100kHz频率计算
匝数比Np:Ns = 6:1 (12V输出)考虑同步整流压降
绕组方式三明治绕法减小漏感,降低尖峰
线径原边0.4mm×2股,副边0.6mm×4股趋肤效应优化


2) 绕制技巧


【第一层】原边绕组(一半匝数)
【第二层】副边绕组(全部匝数) 
【第三层】原边绕组(剩余匝数)
【最外层】屏蔽层(可选,EMI优化)


注意:LP8841SC通过ZCD脚检测退磁完成点,实现谷底开通,变压器漏感需控制在3%以内。



同步整流选型(输出12V vs 24V)


1) 12V/10A输出方案


参数选型要求推荐方案
同步整流IC耐压≥60V预留20V尖峰余量
MOS耐压60V低Rdson,<5mΩ
驱动方式自供电或原边控制副边直接取电
效率提升:同步整流替代肖特基,12V输出可提升效率3-4%,降低温升10-15℃。



2) 24V/5A输出方案


  • 同步整流IC耐压需≥100V
  • 或改用肖特基二极管(MBR20100CT),成本更低


EMI设计与实测


1) LP8841SC内置EMI优化


  • 抖频功能:开关频率在±5%范围内周期抖动,分散频谱能量
  • 软驱动:DRV脚上升时间110ns,下降时间50ns,减缓dv/dt
  • 谷底开通:零电压/低电压开通,减小开关噪声


2) 外围滤波建议


【传导EMI】
- 共模电感:10mH(可省略,视抖频效果)
- X电容:0.22µF
- Y电容:2200pF(原副边各一对)

【辐射EMI】 
- 功率回路面积尽量小(母线电容→变压器→MOS)
- 屏蔽铜箔:变压器外围包一圈接地铜皮


实测结果:EN55032 Class B标准,6dB余量通过。


应用场景与快速选型


应用输出规格关键调整
大功率适配器12V/10A 或 24V/5A标准方案,直接套用
LED驱动电源24V/5A恒压输出,后端加恒流IC
小家电电源12V/8A + 5V/2A增加5V辅路绕组
快充充电器需PD协议LP8841SC+PD协议芯片组合


方案总结:为什么选这套方案


对比维度传统MOS方案本SiC方案
开关频率65kHz100kHz → 变压器体积↓30%
主功率管超结MOS (Rdson 0.5Ω)SiC MOS (Rdson 0.1Ω) → 效率↑3%
反馈方式光耦+431原边反馈 → 省2颗IC
整流方式肖特基二极管同步整流 → 效率↑3%,温升↓
EMI对策大共模电感内置抖频 → 省共模电感
综合成本基准相当或更低,性能更优


核心价值:用LP8841SC的高集成度,配合SiC和同步整流,在PQ32小体积内实现120W高密度电源,效率89%、温升可控、EMI一次过,适合成本敏感又要求性能的消费电子应用。深圳三佛科技提供技术支持,批量价格有优势~

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