KP201FLGA电机驱动电源方案SOT23-6恒压恒流恒功率电路原理图分析
离线式反激电源正在从“单一输出”向“多工况自适应”演进。本文以KP201FLGA(SOT23-6封装)为核心,给出一份可直接打样的15 V/0.8 A电机驱动辅助电源参考设计,并完整拆解其恒压(CV)、恒流(CC)、恒功率(CP)三种输出模式的实现机理。
为什么电机驱动需要“三模”电源
启动瞬间:电机等效为低阻负载,需要恒流限峰;
正常运行:母线电压必须恒压,保证驱动IC可靠供电;
堵转/过载:进入恒功率区,既保护电源又不掉速。
传统方案需要两级DC/DC或MCU软件干预,成本高、体积大。KP201FLGA把三种特性做到单级反激,仅需6个引脚。

KP201FLGA“三模”识别脚——SEL的魔法
| SEL状态 | CS脚是否检测输出电压 | 芯片判定模式 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 10–47 nF到GND | 有(R1+D2) | CC+CV | 充电器、LED |
| 悬空 | 有(R1+D2) | CP+CV | 电机驱动 |
| 悬空 | 无(R1+D2 NC) | 纯CV | 适配器 |

15 V/0.8 A参考设计(通用85–264 VAC)
1. 主要元件
变压器:EE16,Np:Ns:Na = 104:18:22,Lp ≈ 1.2 mH;
MOSFET:4 A/600 V,Coss ≤ 45 pF(保证Crss消磁检测);
电流检测RCS:0.33 Ω/1 W;
输出整流:40 V/5 A肖特基,Cout 470 µF+22 µF高频陶瓷;
反馈:TL431+PC817,R1=D2=1 MΩ+1 N4148,提供输出电压镜像到CS脚;
SEL:悬空;VDD供电由Na绕组整流,18 V稳压管钳位。
2. 关键计算
恒流点:公式(5) IOUT≈300 mV/(RCS×N)
N=Ns/Np=18/104≈0.173 → IOUT≈0.3/(0.33×0.173)≈5.25 A(原边折算)
实际在副边被功率环限制,最终输出0.8 A@15 V≈12 W恒功率平台。恒压点:TL431参考2.495 V,分压电阻25 kΩ–2.2 kΩ,得15.1 V。
打嗝启动:FB <1 V进入burst,待机功耗<65 mW@230 VAC。
环路补偿与“无异音”抖频
KP201F采用电流模式,斜率补偿内置,无需外部CS电阻并联电容。
副边LC谐振频率≈1.8 kHz,TL431补偿RC:22 kΩ+4.7 µF,零点位1.5 kHz,相位裕量58°;
抖频±4 %@16 ms周期,把65 kHz主频能量分散,传导EMI有6 dB余量,无“哨叫”声。
PCB布线决定±5 %恒流精度
RCS必须Kelvin到芯片地(脚1),且与高压Gate走线间距≥1 mm;
CS走线长度<15 mm,远离变压器Na绕组,防止dV/dt耦合;
输出地独立铺铜,单点与芯片地汇接,避免负载电流调制CS检测;
副边电流回路面积<1 cm²,降低漏感振铃,确保TDIS检测准确。

实测数据
| 项目 | 110 VAC | 230 VAC |
|---|---|---|
| 满载效率 | 84.7 % | 85.2 % |
| 恒流精度 | ±3.8 % | ±4.1 % |
| 恒压精度 | ±0.9 % | ±1.0 % |
| 待机功耗 | 63 mW | 68 mW |
| 输出过冲(0→100 %) | 180 mV | 220 mV |
| EMI(QP)@150 kHz | 52 dBμV | 54 dBμV |
常见“踩坑”FAQ
Q1. 电机启动瞬间电源掉压?
→ 恒功率点设置过低,或Cout不足,加大输出电容或略降RCS。
Q2. 45 °C老化后电流偏高?
→ 变压器Lp下降→Imid_P上升,把Np加绕3匝或选用±10 %容差磁芯。
Q3. 传导高频段超标?
→ 抖频已开仍不过,把MOSFET栅极电阻由10 Ω增至22 Ω,牺牲1 %效率换6 dB余量。
