在電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，工程師們往往面臨一個(gè)經(jīng)典的“不可能三角”：效率、成本、可靠性。尤其是在充電器、小家電輔助電源這類量大面廣的應(yīng)用中，BOM成本每增加一分錢，在千萬級(jí)的出貨量面前都是巨大的壓力；而光耦和TL431的老化失效問題，又常常成為售后維修單上的“?？汀薄?/p>

最近，我在為一款出口歐洲的18W快充充電器做方案選型時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一顆很有意思的芯片AC0028S。在深入datasheet并實(shí)際打樣測(cè)試后，我認(rèn)為這顆集成了700V功率BJT 的PSR（一次側(cè)調(diào)節(jié)）控制器，或許正是解決上述痛點(diǎn)的“鑰匙”。它不追求浮夸的參數(shù)，而是專注于把“小電源”這件事做到極致：簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定、低成本。

一、為什么我們不再需要“光耦和431”？

在傳統(tǒng)的反激式電源中，輸出電壓的反饋通常依賴次級(jí)側(cè)的TL431和光耦，將信號(hào)“跨過”安規(guī)隔離帶傳回初級(jí)側(cè)。這套方案雖然成熟，但有兩個(gè)明顯的“隱形成本”：

1. 器件失效風(fēng)險(xiǎn)：光耦的電流傳輸比（CTR）會(huì)隨時(shí)間衰減，尤其是在高溫環(huán)境下。TL431雖然穩(wěn)定，但增加了環(huán)路補(bǔ)償?shù)膹?fù)雜度。

2. 體積與布局：在如今追求高功率密度的市場(chǎng)下，多一顆光耦和431，就意味著PCB上要多擠出一塊空間，且安規(guī)間距要求也讓布局受限。

AC0028S 的核心邏輯就在于“做減法”。

根據(jù)官方資料，AC0028S內(nèi)置了精確的恒壓（CV）/恒流（CC）控制電路。它的工作原理是通過變壓器上的輔助繞組來“感知”輸出電壓。芯片的FB引腳 連接至輔助繞組的分壓電阻，通過檢測(cè)反激期間輔助繞組上的電壓波形，就能精準(zhǔn)地還原出次級(jí)側(cè)的輸出電壓。

這種PSR（一次側(cè)調(diào)節(jié)） 架構(gòu)，直接物理消除了光耦合器和TL431。在AC0028S的典型應(yīng)用電路圖中，你甚至找不到這兩個(gè)元件的影子。這不僅直接降低了物料成本，更關(guān)鍵的是提升了系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性——少一顆器件，就少一個(gè)故障點(diǎn)。

二、700V功率BJT：在“耐壓”與“成本”間找平衡

在查看AC0028S的規(guī)格參數(shù)時(shí)，我特意關(guān)注了其功率管的耐壓值。參數(shù)表顯示，其內(nèi)置功率BJT的集電極-基極電壓（VCBO）高達(dá) 700V。

這是一個(gè)非?！敖拥貧狻钡臄?shù)值。對(duì)于寬電壓輸入（85Vac~265Vac）的小功率電源，通常要求開關(guān)管的耐壓在600V以上才能安全應(yīng)對(duì)電網(wǎng)尖峰。AC0028S給出的700V，為工程師預(yù)留了充足的余量。相比一些內(nèi)置650V MOS管的方案，雖然MOS管在導(dǎo)通電阻上有優(yōu)勢(shì)，但在小功率（<15W）應(yīng)用中，BJT在成本上的優(yōu)勢(shì)是壓倒性的。

此外，在這顆芯片的驅(qū)動(dòng)技術(shù)上做了優(yōu)化。資料中提到其具有“獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)技術(shù)促進(jìn)了耐壓特性”。實(shí)際測(cè)試中，我發(fā)現(xiàn)即使在高輸入電壓下，內(nèi)置BJT的開關(guān)應(yīng)力控制得相當(dāng)不錯(cuò)，沒有出現(xiàn)傳統(tǒng)BJT方案容易出現(xiàn)的二次擊穿現(xiàn)象，其集電極-發(fā)射極飽和電壓（VCEsat）典型值為0.5V，這意味著在大電流輸出時(shí)，導(dǎo)通損耗控制在了合理范圍內(nèi)。

三、從“空載功耗”看“綠色”競(jìng)爭(zhēng)力

現(xiàn)在做電源，如果不提“能效”，幾乎等于沒有入場(chǎng)券。美國能源部的六級(jí)能效（DoE Level VI）和歐盟的CoC Tier 2標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)空載功耗的要求極為嚴(yán)苛。

AC0028S在這一點(diǎn)上很“識(shí)趣”。規(guī)格書中明確標(biāo)注：空載功耗 < 100mW。

這得益于其極低的啟動(dòng)電流。參數(shù)顯示，其啟動(dòng)電流典型值僅為0.8μA，最大值也只有3μA。這意味著，芯片在啟動(dòng)階段幾乎不消耗能量，VCC電容可以選得更小，同時(shí)也能更快地建立電壓。一旦進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作，其靜態(tài)工作電流典型值為400μA。

在實(shí)際測(cè)試中，配合適當(dāng)?shù)募儇?fù)載和變壓器設(shè)計(jì)，將5V/2A的充電器空載功耗做到50mW-70mW是完全可以實(shí)現(xiàn)的。這種低功耗特性，讓AC0028S非常適合做常年不斷電的白色家電輔助電源，比如智能插座、空調(diào)待機(jī)電源等。

四、保護(hù)機(jī)制：讓“傻瓜式”設(shè)計(jì)更安全

對(duì)于一顆追求高集成的芯片，保護(hù)功能是否完善，直接決定了產(chǎn)品開發(fā)的周期。AC0028S在保護(hù)方面考慮得比較周全，且設(shè)置得比較“寬容”，既保護(hù)了設(shè)備，又避免了頻繁誤觸發(fā)。

1. 滯后過溫保護(hù)（OTP） ：這是一個(gè)容易被忽視但很實(shí)用的功能。參數(shù)顯示，其關(guān)斷溫度為140℃（典型值） ，恢復(fù)溫度約為130℃（遲滯約10℃） 。這種遲滯設(shè)計(jì)非常人性化——當(dāng)芯片溫度因異常升高而關(guān)斷后，不會(huì)在溫度剛下降一點(diǎn)點(diǎn)就立即重啟，而是等待溫度回落到安全區(qū)間（130℃）再恢復(fù)工作，避免了熱振蕩對(duì)電源的二次沖擊。

2. 輸出過壓/欠壓保護(hù)（OVP/UVP） ：通過FB引腳檢測(cè)輔助繞組電壓實(shí)現(xiàn)。一旦輸出異常，芯片會(huì)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式，而不是鎖死（Latch-off）。對(duì)于充電器這類應(yīng)用，“打嗝”式保護(hù)顯然比“鎖死”更友好，因?yàn)榘蔚舫潆娖髟俨迳希O(shè)備就能自動(dòng)恢復(fù)。

3. 逐周期電流限制：CS引腳連接外部采樣電阻。當(dāng)采樣電壓達(dá)到510mV 的閾值時(shí)，內(nèi)部功率BJT會(huì)立即關(guān)斷。配合500ns 的前沿消隱時(shí)間（LEB），可以有效避免開通尖峰造成的誤觸發(fā)。

五、實(shí)測(cè)中的“EMC”與“電纜補(bǔ)償”細(xì)節(jié)

在實(shí)際做樣機(jī)測(cè)試時(shí)，有兩個(gè)細(xì)節(jié)讓我對(duì)AC0028S的印象加分不少。

首先是EMC特性。

資料中特別提到“良好的EMC特性允許簡(jiǎn)單的EMC電路”。在12W（5V/2.4A）的測(cè)試板上，我嘗試了最簡(jiǎn)化的EMI濾波——僅用一顆電感和兩個(gè)電容組成的π型濾波器，傳導(dǎo)測(cè)試在30MHz以下居然有6dB以上的余量。這得益于其PFM（脈沖頻率調(diào)制）的工作模式，能量分布相對(duì)分散，不像固定頻率PWM那樣在單一基頻處產(chǎn)生巨大的尖峰。對(duì)于要求不高的快充協(xié)議小板或輔助電源，甚至可以直接省略共模電感，這種成本優(yōu)勢(shì)是立竿見影的。

其次是輸出線補(bǔ)功能。

電源設(shè)計(jì)者都有體會(huì)：充電器輸出線長(zhǎng)了，線損會(huì)導(dǎo)致負(fù)載端電壓偏低，設(shè)備充電變慢。AC0028S內(nèi)置了輸出電纜補(bǔ)償功能。它會(huì)根據(jù)負(fù)載電流的大小，略微提高輸出電壓，用以補(bǔ)償線纜上的壓降。這一功能不需要外部元件設(shè)置，完全內(nèi)置于IC的控制算法中。在實(shí)際測(cè)試中，從空載到滿載，輸出端電壓能保持在一個(gè)很平坦的曲線上，確保了充電的兼容性。

六、SOP7封裝與PCB布局要點(diǎn)

AC0028S采用的是SOP7封裝。注意，是7個(gè)引腳，其中5、6腳是內(nèi)置功率管的集電極（HV），內(nèi)部是連通的。

這種封裝在布局時(shí)有幾個(gè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)可以分享：

-散熱考量：雖然SOP7的散熱能力不如DIP封裝，但對(duì)于10W-15W的應(yīng)用，只要將第5、6腳的PCB銅皮適當(dāng)加大，作為散熱面，溫升完全可控。

-走線隔離：CS引腳（第4腳）的采樣電阻一定要緊貼芯片，且地線要獨(dú)立、短距離回到GND（第7腳）。因?yàn)楣β实兀ㄗ儔浩鞒跫?jí)、采樣電阻地）和信號(hào)地（VCC電容地）需要單點(diǎn)接地，否則容易導(dǎo)致CS檢測(cè)信號(hào)被干擾，出現(xiàn)大小波現(xiàn)象。

-FB引腳：FB引腳的輸入阻抗高達(dá)1.5MΩ（典型值） ，對(duì)噪聲比較敏感。因此，連接輔助繞組的分壓電阻應(yīng)盡量靠近芯片放置，避免長(zhǎng)走線引入干擾。

七、應(yīng)用場(chǎng)景：不止于充電器

雖然AC0028S常被歸類為“充電器IC”，但在實(shí)際選型中，我發(fā)現(xiàn)它非常適合以下三類應(yīng)用：

1. 小型智能家電的輔助電源

例如智能馬桶蓋、空氣凈化器、智能風(fēng)扇的控制板電源。這類設(shè)備通常需要一組12V或5V的隔離電源給控制芯片和繼電器供電，功率在3W-8W之間。AC0028S的高集成度可以大幅縮小控制板面積，且空載功耗低，符合家電能效認(rèn)證要求。

2. 工業(yè)儀表的待機(jī)電源

在一些工業(yè)傳感器或儀表中，需要從24V或220V取電，轉(zhuǎn)換為隔離的5V給通訊芯片供電。AC0028S的700V耐壓足以應(yīng)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的浪涌，PSR架構(gòu)減少了光耦在工業(yè)惡劣環(huán)境下的失效風(fēng)險(xiǎn)。

3. 兼容快充協(xié)議的普通充電器

雖然AC0028S本身不是協(xié)議芯片，但它作為前端AC-DC部分，提供了穩(wěn)定的5V或9V/12V的母線電壓。配合后端的協(xié)議芯片（如FP6601Q等），可以搭建低成本、高可靠性的快充充電器。由于其內(nèi)置了CC/CV控制，當(dāng)協(xié)議芯片調(diào)整輸出電壓時(shí)，AC0028S能很好地跟隨。

八、回歸“好用”的初心

半導(dǎo)體行業(yè)普遍追求“高集成、高頻率、氮化鎵”，AC0028S顯得有點(diǎn)“傳統(tǒng)”。它沒有花哨的數(shù)字內(nèi)核，也沒有夸張的開關(guān)頻率。但它精準(zhǔn)地解決了小功率電源領(lǐng)域最本質(zhì)的需求：如何用最少的元件、最低的成本，做出一顆穩(wěn)定、安全、且能通過能效認(rèn)證的電源。

當(dāng)你下次在設(shè)計(jì)充電器、小家電或輔助電源時(shí)，如果還在為光耦的CTR衰減擔(dān)憂，或者在糾結(jié)如何把空載功耗降到100mW以下，不妨試試這顆AC0028S。它可能不會(huì)帶給你參數(shù)上的驚喜，但一定會(huì)帶給你量產(chǎn)后的安心。

畢竟，對(duì)于一顆電源芯片來說，“不出問題”，就是最好的性能。

審核編輯 黃宇