news 2026/6/10 10:30:17

LP3798ESM+LP15R060S 12V3A高效小体积方案(DEMO资料)

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
LP3798ESM+LP15R060S 12V3A高效小体积方案(DEMO资料)

LP3798ESM(原边PSR控制)+LP15R060S(同步整流)是一款“高功率密度”12V3A适配器组合,单颗ASOP6+SOP7即可输出36W,峰值效率92.7%,空载功耗<67mW,单层PCB仅59×46mm,BOM不足40颗元件。它把传统方案中的光耦、TL431、肖特基、启动电阻全部省掉,通过内置650V SiC MOSFET与同步整流MOS,实现“三无一高”——无光耦、无补偿、无吸收、高效率,特别适合小家电辅助电源、智能锁、机顶盒、LED驱动等空间敏感型应用。

实物与PCB一览

  • 尺寸:59.4×45.6×1.2mm,单层纸基板

  • 工艺:单面走线+跳线,过炉后免洗

  • 散热:U1/U3底部铜皮+9×0.3mm过孔,θJA≈80℃/W

  • 接口:AC L/N焊盘、12V/3A焊盘、辅助12V焊盘(可选)

原理图

  • 无启动电阻:3798ESM内置1µA高压启动

  • 无光耦/TL431:原边PSR恒压恒流

  • 无肖特基:LP15R060SD同步整流,压降≈50mV@3A

  • π滤波+共模电感:单层板过EMI Class B裕量>6dB

变压器参数(ETQ2316A)

项目数值
磁芯ETQ2316,PC95,Ae=74mm²
骨架5+2+2,槽宽7.2mm
Lp1.1mH±8%
匝比Np:Ns:Na=52:5:8
漏感<15µH
Bmax0.28T@90V/3A
线规0.31mm×65Ts(原边),0.7mm×6.5Ts(次级)

Bmax计算公式:B=Ipk×Lp/(Ae×Np),实测90V满载Ipk=3.7A,B=0.28T,远离饱和。

BOM精简到38颗

关键器件一览:

位号器件规格备注
U1LP3798ESMASOP6,650V SiC原边PSR
U3LP15R060SDSOP7,60V/15mΩ同步整流
DB1WRMSB30M3A/1000V整流桥
T1ETQ2316A1.1mH见上表
EC1/227µF/400V10×16高压滤波
EC61000µF/16V8×16输出滤波
LF2UU9.8 12mH0.31×65Ts共模电感
RT11.5D-9冷态5Ω抑制浪涌
RV110D561K560V雷击保护

贴片元件共25颗,插件13颗,单面布局,过炉后免洗。

测试数据一览

  1. 效率
    板端平均91.2%,线端平均90.5%,最高92.7%@230V/3A,满足CoC V5 Tier-2。

  2. 输出电压
    11.4-12.6V全范围,线调整率≤0.75%,负载调整率≤1.5%。

  3. 纹波
    68mV@230V/3A,全压<200mV,无需额外LC。

  4. 待机功耗
    67mW@264V,55mW@115V,空载跳频1kHz。

  5. 动态负载
    10%-90%阶跃5mS,ΔVo<±1V,恢复<500µs。

  6. 保护

    • 过流:3.7A打嗝重启

    • 过压:13.3V空载/12.4V满载

    • 欠压:64VAC启动

    • OTP:155°C自恢复

    • 雷击:±4kV L-PE/N-PE PASS

    • ESD:接触±8kV,空气±15kV PASS

  7. 温度
    40℃壳内满载4h,U1最热116℃,U3 109℃,变压器磁芯100℃,全部在规格内。

  8. 应力
    264V开机Vds_max=602V,短路610V,650V器件裕量>6%。

设计Checklist

  1. PCB布局

    • 功率环(DB1-T1-U3-EC6)面积<25mm²

    • FB分压节点远离原边动点,走线<5mm

    • U1/U3底部铜皮+9孔0.3mm,θJA≈80°C/W

  2. 变压器

    • 漏感<15µH,降低尖峰

    • Bmax<0.28T,远离饱和

    • 辅助绕组5匝,确保FB采样精度

  3. BOM优化

    • 贴片桥堆+贴片Y1,单面过炉

    • 固态电容EC5,降低ESR,纹波↓20mV

    • 共模电感12mH,EMI裕量>6dB

与上一代对比

项目传统RCCLP3798ESM+LP15R060S
器件数量45+38
峰值效率84%92.7%
空载功耗200mW67mW
输出纹波300mV68mV
单层PCB需双面板单层过EMI B
调试复杂零调试

总结


LP3798ESM+LP15R060SD用两颗小封装就把「650V SiC原边PSR+60V同步整流」全部集成:

  • BOM从45颗砍到38颗,成本立降20%

  • 92.7%峰值效率,67mW待机,单层板过EMI B

  • 12V3A36W,59×46mm拇指盖尺寸

  • 零调试、过认证、卷带量产零门槛

当适配器、小家电、智能锁同时追求「体积最小、效率最高、认证最快」时,这套12V3A「拇指盖电源」就是硬件工程师口袋里的「36W万能充电器」~深圳三佛科技提供技术支持,批量价格有优势

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