在當今電子設備日益追求高效、小型化的浪潮中,電源管理芯片扮演著至關重要的角色。而 LP8841SA 高頻 QR 反激恒壓恒流控制器,正是這一領域的杰出代表。它以其卓越的性能、緊湊的封裝以及強大的功能集成,為工程師們提供了一種高效、可靠的電源解決方案。
LP8841SA 并非傳統意義上的“PWM 芯片”,而是一顆將模擬、數字、功率驅動以及多重保護融為一體的 “小系統”。其內部可劃分為五大功能集群,如同人體器官般協同工作:
功能集群 | 作用類比 | 關鍵電路 |
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電源與啟動單元 | 心臟 | Vst/UVLO、啟動電流源、VCC 鉗位 |
時鐘與抖頻引擎 | 節拍器 | 0.25 ms 周期抖頻、±7 % 頻偏、QR/DCM 自適應 |
反饋與恒流環路 | 神經中樞 | FB→CS 增益 4×、CC_COMP、MPCM 調制器 |
驅動級 | 肌肉 | 11 V/1 nF 驅動、200 ns 上升沿、34 ns 下降沿 |
保護網絡 | 免疫系統 | ZCD-OVP/UVP、CS-OTP、Brown-in/out、TSHDN |
核心創新點:
MPCM(最小峰值電流調制):當 FB 電壓 < 0.8 V 并持續 1 ms 時,芯片自動抬高 CS 參考 200 mV,同時延展死區至 35 μs,實現“降頻不降功率”的平滑過渡。
谷底智能鎖定:軟啟動階段若檢測不到谷底,等待 85 μs;啟動完成后僅等待 12 μs,兼顧啟動速度與輕載效率。
輸入:90 – 264 VAC
輸出:5 V/3 A、9 V/2 A、15 V/1.2 A(自動恒功率)
效率:> 89 % @ 230 VAC,滿載
待機:< 50 mW @ 230 VAC
元件 | 計算依據 | 推薦值/型號 |
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變壓器 | 反激 QR 公式,fsw_min = 27 kHz,ΔB = 0.22 T | PQ2020,Np:Ns:Na = 22:3:6 |
Rcs | IOCC = 1.5 A,VREFCCP = 0.17 V,Np/Ns = 7.3 | 0.33 Ω/0.5 W |
ZCD 分壓 | VZCDOVP = 3.3 V,Vo_ovp = 22 V | 上 100 kΩ,下 15 kΩ |
NTC-OTP | 110 °C 觸發,NTC 47 kΩ @ 25 °C | 與 CS 腳串聯 10 kΩ 精密電阻 |
VCC 電容 | 啟動時間 < 1 s,Ist = 5 μA | 4.7 μF/50 V 低 ESR |
AC → 整流橋 → π 型 EMI 濾波 → 高壓母線
↓
啟動電阻 1 MΩ → VCC (LP8841SA 腳位 5)
↓
DRV (腳位 6) → 驅動變壓器主 MOS (600 V/2 A)
↓
CS (腳位 3) → Rcs 0.33 Ω → 地
↓
ZCD (腳位 2) → 輔助繞組 → 分壓網絡 → 輸出 OVP/OTP/BNO
↓
FB (腳位 1) → 光耦 PC817 → TL431 基準 → 次級 CV/CC 環路
QR 谷底鎖定:用示波器觀察 MOS Vds 波形,確保在第二個谷底導通;若谷底跳躍,可調 ZCD 分壓或降低漏感。
MPCM 進入點:輕載時 FB 電壓應平滑跌落至 0.8 V 以下;若抖動,可在 FB 與 GND 間并 1 nF 電容做斜率補償。
OTP 驗證:熱風槍 110 °C 對準 PCB 背面,觀察輸出電流是否降至額定 60 %,并記錄觸發與恢復溫差 15 °C 的遲滯窗口。
抖頻實測:傳導 EMI 在 150 kHz – 30 MHz 范圍內,QP 值降低 3 – 5 dBμV;頻譜呈“梳子”狀分布,避免單點超標。
熱路徑:芯片 θJA = 240 °C/W,SOT23-6L 封裝,底部 GND 焊盤需通過 4 個過孔直達底層銅皮,確保 < 85 °C @ 45 °C 環溫。
浪涌與雷擊:在 VCC 腳并聯 TVS SMAJ100A,可承受 ±2 kV 組合波;ZCD 腳對地加 1 kV 電容,防止輔助繞組尖峰觸發 OVP。
為何啟動電流僅 5 μA?
芯片采用高壓耗盡型啟動 FET,啟動后自動斷開,損耗 < 30 mW。
能否做 45 W 以上功率?
不建議。DRV 最大 30 V,驅動能力 1 nF/200 ns,適合 < 30 W;如需更大功率,可升級 LP8843(SO-8 封裝,DRV 2 A)。
ZCD 腳懸空會怎樣?
立即觸發 UVP,芯片打嗝;必須保證 Brown-in 電流 > 150 μA。
如何關閉抖頻?
抖頻為硬件固定,無法關閉;如需固定頻率,可選 LP8841S(無抖頻版本,開發中)。
次級同步整流能否直接對接?
可以。DRV 死區時間 34 ns,適配 100 V/5 mΩ SR MOS,效率再提 2 – 3 %。
LP8841SA 以 6-pin 極小封裝,將 QR 反激的“高效率”、恒流環的“高精度”與多重保護的“高可靠”凝練成一顆“單芯片電源站”。從 5 W 手機充電器到 30 W 超薄筆電適配器,它讓工程師在“尺寸、成本、性能”三角中找到了新的平衡點。
當下一款“口紅”型 PD 適配器誕生時,別忘了,那顆藏于角落的 LP8841SA,正像心臟一樣,靜悄悄地跳動。