在電子設備日益豐富的今天，適配器電源作為各類設備的“能量補給站”，其性能和效率至關重要。BP84147作為一款廣泛應用于風扇燈適配器的電源芯片，憑借其出色的性能和可靠性，贏得了市場的青睞。然而，隨著技術的不斷進步和市場競爭的加劇，尋找更高效、更經濟的替代方案成為了眾多工程師和企業的迫切需求。本文將深入探討LPK8728作為BP84147替代方案的可行性，以及如何利用LPK8728打造一款高效、可靠的18W適配器電源。
BP84147：一款優秀的適配器電源芯片
BP84147是一款原邊反饋控制恒壓、恒流反激變換器芯片，采用DCM控制方式，通過檢測輔助繞組的去磁實現開關管的谷底開通，減小開關損耗和EMI。它具有以下顯著特點：
高壓自供電：無需外部啟動電阻，同時源極開關結構可以實現VCC自供電，便于寬輸出電壓的應用。
鏡像電流采樣技術：省去原邊CS電阻，節省了成本和體積，同時提高了系統可靠性。
豐富的保護功能：包括逐周期限流、VCC欠壓保護、VCC電壓鉗位、輸出短路保護、反饋開路保護、輸出過壓/欠壓保護等，使系統更加安全可靠。
良好的負載調整率：恒壓模式下提供輸出線壓降補償功能，實現良好的負載調整率。
BP84147的這些特點使其在18W適配器電源應用中表現出色，能夠滿足嚴格的能效要求，同時保持系統的穩定性和可靠性。
LPK8728：一款更具競爭力的替代方案
盡管BP84147是一款優秀的適配器電源芯片，但隨著技術的發展，市場上出現了更具競爭力的替代方案。LPK8728作為一款高度集成的隔離型適配器和充電器的自供電PSR控制芯片，以其極簡的外圍設計、高性能和豐富的保護功能，成為了BP84147的理想替代方案。
（一）LPK8728的主要特點
集成750V的BJT：適用于18W以下隔離方案，能夠承受較高的輸入電壓，確保在各種電網條件下穩定工作。
內置啟動電路：無需啟動電阻，簡化了外圍電路設計，降低了系統成本。
自供電技術：取消輔助繞組VCC供電二極管，進一步減少了外圍元件數量，提高了系統的可靠性和效率。
峰值電流外置電阻可編程：通過外置電阻設置原邊峰值電流，再通過變壓器原副邊匝比來設置輸出恒流點，提供了靈活的電流控制方式。
極低的待機功耗：滿足現代電子設備對節能的要求，有助于降低設備在待機狀態下的能耗。
可調輸出線損補償：通過設定FB外置上下偏電阻的值來調節輸出線損補償值，有效補償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，提高輸出電壓的精度。
豐富的保護功能：包括VCC鉗位/欠壓保護、FB腳電阻開短路保護、輸出短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護等，確保電源在各種異常情況下都能安全可靠地工作。
（二）LPK8728與BP84147的性能對比
| 特性 | BP84147 | LPK8728 |
|---|
| 高壓自供電 | 有 | 有 |
| 鏡像電流采樣技術 | 有 | 有 |
| 保護功能 | 豐富 | 豐富 |
| 負載調整率 | 良好 | 良好 |
| 待機功耗 | 低 | 極低 |
| 外圍元件數量 | 較少 | 極簡 |
| 成本 | 較高 | 較低 |
從上表可以看出，LPK8728在保持與BP84147相似的性能特點的同時，進一步優化了外圍電路設計，降低了待機功耗和系統成本，使其在市場競爭中更具優勢。
基于LPK8728的18W適配器電源設計
為了充分發揮LPK8728的優勢，打造一款高效、可靠的18W適配器電源，以下是基于LPK8728的18W適配器電源設計方案。
（一）電路設計
啟動電路：LPK8728內置啟動電路，無需外接啟動電阻。系統上電后，通過內部啟動電路給VCC的電容進行充電，當VCC電壓達到芯片開啟閾值時，芯片內部控制電路開始工作。這種設計不僅簡化了電路，還提高了系統的可靠性。
峰值電流設置：通過外置電阻RSEL連接到SEL腳，可以靈活設置原邊峰值電流IPKMAX。根據公式IPKMAX = 780 - 6 * RSEL（單位：KΩ），可以選擇合適的電阻值來滿足不同的輸出電流需求。
恒流控制：LPK8728通過逐周期檢測電感的峰值電流，當原邊電感中的實時電流大于芯片設定的最大峰值電流IPKMAX時，功率管關斷。輸出電流IOUT可以通過公式IOUT = (TDEM/TSW) * IPKMAX * (NP/NS) * k計算，其中TDEM為退磁時間，TSW為開關周期，NP為變壓器初級匝數，NS為變壓器次級匝數，k為漏感系數（一般取0.90~0.95）。通過合理選擇變壓器的匝數比和漏感系數，可以實現精確的恒流控制。
恒壓控制：通過電阻采樣反激電壓，電阻分壓后得到的電壓與內部基準比較形成閉環，從而恒定輸出電壓Vout。輕載輸出電壓計算公式為Vout_no_load = VFB * (1 + RFBH/RFBL) * (NS/Nf)，帶載輸出電壓計算公式為Vout_load = VFB * (1 + RFBH/RFBL) * (NS/Nf) + ICOMP_LINE * RFBH。通過選擇合適的電阻值和漏感系數，可以實現良好的負載調整率。
保護功能：LPK8728集成了多種保護功能，如VCC鉗位/欠壓保護、FB腳電阻開短路保護、輸出短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護等。這些保護功能確保電源在各種異常情況下都能安全可靠地工作，提高了系統的穩定性和可靠性。
（二）PCB設計
在設計基于LPK8728的18W適配器電源PCB時，需要遵循以下指南：
VCC旁路電容：VCC的旁路電容需要緊靠芯片VCC和GND引腳放置，以提高芯片的抗干擾能力和抗ESD能力。如果由于PCB布局限制，電解電容離芯片較遠，通常建議在VCC和GND腳之間放置一個0.1uF的瓷片電容，并靠近芯片。
功率環路面積：減小功率環路的面積，如變壓器原邊繞組、功率管、母線電容的環路面積，以及變壓器副邊繞組、整流二極管、輸出電容的環路面積，以減小EMI輻射。
FB腳分壓電阻：接到FB腳的分壓電阻必須靠近FB引腳，且節點要遠離變壓器原邊繞組的動點，以避免受到干擾。
C引腳散熱：適當增加C引腳的鋪銅面積以提高芯片散熱，但要注意C引腳屬于EMI動點，在滿足散熱的條件下鋪銅面積應盡量小。
Y電容和輔助繞組：應將Y電容放置在初級輸入濾波電容正端和次級濾波電容地之間。如果輸入端使用了π型EMI濾波器，那么濾波電感應放置在輸入濾波電容的負極之間。輔助繞組的地端應直接連接到母線電容的負端。
通過遵循以上PCB設計指南，可以確保基于LPK8728的18W適配器電源在性能和可靠性方面達到最佳狀態。
總結
LPK8728作為BP84147的理想替代方案，以其極簡的外圍設計、高性能和豐富的保護功能，在18W適配器電源應用中展現出了顯著的優勢。通過合理設計電路和PCB布局，可以充分發揮LPK8728的性能，打造一款高效、可靠的18W適配器電源。在市場競爭日益激烈的今天，選擇LPK8728不僅能夠滿足現代電子設備對電源性能和能效的要求，還能有效降低系統成本，提高產品的市場競爭力。
