一、概述
本设计方案针对12W~18W（350mA）LED照明应用，基于SM8023芯片构建了一款高效、可靠的反激式电源。方案详细介绍了电路拓扑结构、器件选型、元器件功能及其选用理由，并对各功能模块的工作原理及特点进行了深入剖析。整机在输入适配范围、效率、功率因数、功率稳定性、成本及可靠性等方面均经过充分优化，能够满足LED驱动在家庭照明、商用照明及城市景观照明等应用场景下的需求。

二、设计目标及技术指标
本方案设计目标为实现12W~18W输出功率、恒流350mA的LED驱动，具体技术指标如下：

1. 输入电压范围：85VAC265VAC，50Hz60Hz。

2. 输出电流：350mA恒流，可带12V52V不等的串联LED模块，满足12W18W功率需求。

3. 转换效率：在额定输出条件下≥82%。

4. 功率因数：整机满足EN61000-3-2一级照明类限值要求，PF≥0.9（整机级别）。

5. 输出纹波电压：≤1%（测量带宽20MHz）。

6. 环境温度：–20℃~+60℃，满载持续工作。

7. 保护功能：过压保护、过流保护、短路保护、过温保护等。

8. 电磁兼容：满足EN55015/EU和FCC限制，整机通过EN55032 B级及EN61000-4系列抗扰度测试。

三、SM8023芯片简介及反激拓扑选择理由
SM8023是一款专为LED照明设计的高集成度反激式控制芯片，集成了高压启动器、过流检测、输出恒流控制、软启动、频率抖动等功能，能够在无辅助绕组和较少外部组件的条件下实现高效低成本的LED驱动。

1. 芯片型号与主要参数
   SM8023内部集成650V高压功率开关管，支持输入电压85VAC~265VAC；限流精度±5%；待机功耗<0.5W；具备过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、过温保护（OTP）、输出开路保护（OLP）等多种保护功能；外部仅需少量电阻、电容、光耦隔离元件即可实现完整LED恒流驱动功能。

2. 反激拓扑选择理由
   （1）成本优势：反激拓扑可利用一个变压器完成能量传输与隔离，外围元件较少，符合成本敏感性强的LED照明市场需求。
   （2）电能隔离：LED驱动需与市电隔离，保证使用安全；反激式电路通过变压器实现隔离符合IEC安全规范。
   （3）宽输入电压适应：反激拓扑在宽输入电压下可以通过调节占空比及工作频率保持输出电流稳定。
   （4）便于小功率设计：12W~18W功率区间范围适中，反激式绕组实现较小尺寸的磁芯即可满足，被广泛应用于该功率区。

四、电路拓扑结构与工作原理
本方案采用反激式单端初级电感（SEPIC）改进的反激（单开关）拓扑结构，如图所示：市电经EMI输入滤波后，进入整流电路，整流输出S滤波成高压直流至主控芯片SM8023的高压启动脚VCC，通过内部启动网络为芯片提供电源；同时高压直流通过主变压器初级绕组储能；当SM8023内部高压MOSFET导通期间，初级绕组储存能量；当MOSFET关断，磁场能量经二次侧绕组释放，通过整流器件供给LED负载，并通过辅助绕组反馈控制，实现恒流350mA输出。关键环节包括初级侧能量存储、二次侧能量传输与隔离、输出恒流控制以及保护电路的实现。

五、关键元器件选型与功能分析
下文将从主功率器件、磁性元件、整流与滤波元件、反馈与控制元件、EMI滤波元件、保护元件等六大模块逐一展开，详细阐述各元器件型号、功能、选择理由及性能要求。

（一）主控芯片——SM8023

1. 型号：SM8023（生产厂家：某半导体知名厂商）。

2. 功能：
   ① 集成650V高压MOSFET，用于高压开关管能量开关，简化外围电路；
   ② 内置恒流检测与调节功能，通过采样初级电流或辅助绕组电流实现输出恒流控制；
   ③ 集成软启动功能，限制初始电流浪涌，提升系统可靠性；
   ④ 提供过压、过流、过温保护；当异常发生时及时关闭MOSFET，避免损坏；
   ⑤ 支持频率抖动，减少EMI干扰。

3. 选择理由：
   ① 高度集成：集成功率MOSFET和控制逻辑，外围仅需少量外接元件；
   ② 成本优势：相较分立MOSFET+PWM控制方案，系统BOM成本更低；
   ③ 恒流精度高：芯片内部误差补偿电路可实现±5%电流精度，满足LED驱动要求；
   ④ 多重保护：集成多种保护机制，提高系统可靠性；
   ⑤ 适配LED应用：专门为中小功率LED电源设计，封装、脚距适配小型消费级电源板。

4. 功能特点：
   ① 内含启动电阻和高压开关管，无需外置启动电路，只需增加VCC过压电阻，简化设计；
   ② 内置过流检测电阻，通过外接电阻采样初级电流电压；
   ③ 通过外部光耦反馈实现输出恒流控制；
   ④ 集成软启动：当芯片上电时，软启动电路限制芯片输出频率在较高端点，随后逐渐降至正常频率，确保输出电流平稳上升，减少LED失效风险。

（二）主变压器及磁性元件

1. 主变压器
   ① 型号推荐：基于EE16或EE19型磁芯绕制主变压器（一般选取磁芯节距13mm左右）。
   ② 绕组方案：初级绕30匝（AWG28漆包线），二次绕8匝（AWG22），辅助绕组绕3匝（AWG28）。
   ③ 功能：将高压直流转换为隔离后所需的恒流输出，并通过磁场耦合实现能量传输；同时辅助绕组提供驱动电源与输出电压检测信号。
   ④ 选用理由：

• EE16/EE19磁芯具备良好饱和磁通密度和低损耗特性，适合小功率反激式电源；

• 选择合适的绕组匝数比可保证反激工作模式下输出电压稳定，同时满足隔离安全距离要求；

• 漆包线规格根据电流大小及导线截面积选择，保证绕组温升可控；

• 依据设计频率（约70kHz~100kHz），磁芯材料需选用高频低损耗铁氧体，如N87级铁氧体。

2. 共模电感
   ① 型号推荐：Bourns或TDK品牌ECM系列通用共模电感，额定电流500mA以上。
   ② 功能：抑制共模干扰，满足EMI辐射及传导限值要求，降低电磁干扰。
   ③ 选用理由：

• Bourns/TDK品牌品质稳定，漏磁小，饱和电流高；

• 外观尺寸小，易于PCB布局；

• 磁芯采用优质铁粉或高频铁氧体，能在高频下保持低串联电阻和高阻抗特性。

3. 差模电感（输入电感）
   ① 型号推荐：风华高科CTQ系列差模电感，额定电流≥500mA，直流电阻低。
   ② 功能：抑制差模干扰，与X、Y电容配合实现EMI滤波。
   ③ 选用理由：

• 差模干扰对电网和其他设备影响较大，优选低DCR、低漏感、耐高温产品；

• 风华电感性价比高，封装尺寸适合末级整流前滤波设计。

（三）整流与滤波元件

1. 桥式整流器
   ① 型号推荐：GBU4J/GBU6J（600V／1.5A~4A）或SB160（60V/1A快速恢复二极管）。
   ② 功能：将市电交流整流为直流，为高压滤波提供电源，后级为PFC或直接向SM8023芯片VCC供电；
   ③ 选用理由：

• GBU4J具备压降低（约1V），耐高温（150℃）等特点，满足85VAC~265VAC整流要求；

• 若系统需做简单的降成本，可选用SB160串联两只实现全桥；

• 考虑到效率及可靠性，推荐使用整合四只二极管的整流桥贴片封装，减小PCB占位并简化焊接；

• 推荐封装: DO-214AB。

2. 高压滤波电容
   ① 型号推荐：Nippon Chemi-Con耐温105℃ 220µF/400V（或330µF/400V）电解电容。
   ② 功能：对整流后直流进行平滑滤波，降低纹波，为SM8023 VCC及主变初级供能提供稳定直流；
   ③ 选用理由：

• 额定电压400V能耐受最大直流约370V（对应265VAC整流峰值）；

• 温度等级105℃、寿命长（2000小时以上），适用于高温环境；

• 日系电容耐久度高，漏电流小，可降低待机功耗；

• 容量220µF~330µF取决于系统纹波要求及启动时间，建议依据待机功耗和启动时间综合考虑；

• 封装选大型径向或贴片。

3. 输出二次整流二极管
   ① 型号推荐：STPS30L20CT（三只串联取360V耐压，2×20A/30V肖特基二极管）或SS14（40V/1A贴片肖特基）。
   ② 功能：将变压器二次侧反激能量整流输出，为LED提供直流恒流电源。
   ③ 选用理由：

• 若输出电压较低（12V24V区间），可使用SS14（40V/1A）肖特基；若输出电压较高（24V52V区间），需将多只低压肖特基串联或使用高压快恢复二极管；

• 肖特基二极管正向压降低（约0.3V~0.5V），能提高系统整体效率；

• 需关注封装散热（SMA/DO-214AC封装），最好贴合散热铜箔，或并联功率二极管降低温升；

• 热阻低且耐热温度≥125℃，确保二次整流阶段稳定性。

4. 输出滤波电容
   ① 型号推荐：Rubycon或Panasonic固态电解电容，105℃额定电压63V/100V，容量22µF~47µF。
   ② 功能：对二次整流后的脉动电压进行滤波，降低纹波，提供给LED负载稳定电源；
   ③ 选用理由：

• 液体电解电容相比固态电解在高纹波温度下寿命更短，需选固态电解或铝电解高频低ESR产品；

• Rubycon、Panasonic品牌在高温及高频场景下可靠性高；

• 容量22µF~47µF可确保输出纹波≤1%（带宽20MHz）；

• 额定电压按输出电压值1.5倍选型，例如输出24V时选63V电容；输出48V时选100V电容。

（四）反馈与控制元件

1. 光耦隔离器
   ① 型号推荐：Vishay/Avago 6N137高速光耦，或PC817普通光耦。
   ② 功能：实现隔离侧输出电流/电压信息向初级侧反馈，保持恒流，使输出电流精度稳定；
   ③ 选用理由：

• 6N137具备高速响应（典型传输延迟8ns），可保证反馈控制环路带宽；相比PC817响应更快，抖动下输出更稳定；

• 采用小信号光耦可以减小成本；若对成本敏感，可选PC817，但考虑到LED电流精度及效率，可升级6N137；

• 光耦CTR（Current Transfer Ratio）波动影响反馈精度，需设计在线性工作区，大约使用LED电流顺滑在5mA~10mA区间；

• 外接反馈网络可通过TL431（可调精密基准）在二次侧采样电流或电压，将电压信号转换到光耦LED侧，反馈给SM8023。

2. 精密基准与误差放大器
   ① 型号推荐：TL431可调精密基准二极管（输出精度±0.5%）。
   ② 功能：在输出端采样LED输出电压或通过采样电阻采样电流，产生与参考电压比较后的误差信号，通过光耦送至SM8023反馈引脚FB，控制MOSFET占空比，实现恒流控制。
   ③ 选用理由：

• TL431具备精度高、温漂小、线性度好等特点；

• 在400µA~100mA工作电流范围内，有良好稳定性；

• 市场成熟，封装SOT-23形式小巧；

• 温度系数小，可保证广温度下输出电流恒定；

• 通过外部电阻分压网络可灵活设置参考电压，实现精准的输出恒流。

3. 采样电阻
   ① 型号推荐：Wider或Vishay品牌高精度低阻值电阻，功率0.25W0.5W，阻值0.5Ω1Ω。
   ② 功能：对二次侧输出电流进行采样，将电流信息转化为电压信号供TL431/光耦反馈环路进行误差放大。
   ③ 选用理由：

• 采样电阻需具备温度系数低（≤100ppm/℃），高精度（±1%或更高）；

• 低阻值保证损耗较小，同时能提供足够采样电压（例如350mA×0.5Ω≈0.175V），满足TL431下限（约2.5V参考电压需分压）；

• 根据设计可并联多只小阻值电阻或串联高阻值电阻分压，使采样电压范围匹配TL431基准2.5V；

• 建议封装0805水平贴片，减少寄生电感和噪声。

（五）EMI滤波及保护元件

1. X电容（差模抑制）
   ① 型号推荐：TDK或KEMET品牌X2级Y2级安规电容，0.1µF/275VAC。
   ② 功能：并联于交流输入两端，抑制差模干扰，通过提供低阻抗回路减少高次谐波及干扰辐射。
   ③ 选用理由：

• X2级电容耐压275VAC，满足直接并联市电，安全可靠；

• 体积小、ESL低，可在高频下保持稳定性能；

• 采用薄膜结构，保证耐冲击通电、使用寿命；

• 品牌优势：TDK/KEMET安规电容质量有保障，可通过UL认证。

2. Y电容（共模抑制）
   ① 型号推荐：TDK Y2级电容，4.7nF~10nF/275VAC。
   ② 功能：并联于市电到地之间，形成共模干扰回路，降低高频共模噪声辐射。
   ③ 选用理由：

• Y2级电容泄漏电流≤0.5mA，保证触及安全；

• 采用安全认证电容，符合IEC60384-14标准；

• 容量根据EMI实验调试，一般在4.7nF~10nF范围；

• 体积小、性能稳定，配合差模滤波器构建完整的EMI滤波网络。

3. 热敏电阻（NTC）与MOV
   ① 型号推荐：NTC10D-9（阻值10Ω，浪涌吸收专用）及MOV07D471K（470VAC）。
   ② 功能：

• NTC热敏电阻：市电输入浪涌吸收元件，抑制启动和关断瞬态冲击电流；

• MOV（压敏电阻）：吸收高压脉冲浪涌，保护内部元件免受雷击、浪涌等破坏。
  ③ 选用理由：

• NTC10D-9具备良好浪涌抑制能力，当电源上电时，NTC热敏高阻，限制浪涌电流，随后热敏阻降至低阻状态，保证正常工作；

• MOV07D471K耐压470VAC，当电网出现瞬态高压时可吸收多余能量，避免高压击穿后级元件；

• 安规等级符合IEC规范，品质稳定；

• 尺寸与X、Y电容相匹配，可集成于EMI滤波区，节省PCB空间。

4. 熔断器与保隙
   ① 型号推荐：Bourns MF-NSMF100/250V（快断熔丝）及PTC自恢复保险丝多功能元件。
   ② 功能：在电路过流或短路情况下断开电源，保护电源及负载；PTC主要用于过流自恢复保护。
   ③ 选用理由：

• 快断熔丝在严重短路时迅速开路，保护元件安全；

• PTC自恢复保险丝适用于轻微过载、自恢复场景，避免频繁更换；

• 根据设计电流及安全标准（一般500mA~1A），选择适当额定电流熔丝；

• 产品需具备UL、CSA认证，确保安全可靠。

（六）输出负载与散热设计

1. LED串联负载
   ① 规格要求：输出电流350mA恒流，可串联多颗LED，总电压范围12V52V，功率12W18W。
   ② 连接方式：常见12串~15串1并阵列，根据LED正向电压（VF）选择具体串联数。
   ③ 注意事项：

• 根据VF范围、环境温度、散热情况计算总发光功率；

• LED芯片特性一致时恒流可保证光通量稳定，避免串联LED亮度不均；

• 输出限流部件（采样电阻、TL431/光耦）需精准调校，以保证电流恒定。

2. 散热设计
   ① 功率MOSFET散热：SM8023内部MOSFET在中小功率场景下温升可控，但建议在PCB上设计充足铜箔面积，或连接散热片。
   ② 主变散热：磁芯温度避免超过热敏限制（≤100℃），可留一定气隙或在变压器周围留出散热空间；
   ③ 二次侧整流与滤波电容散热：固态电容需避免紧贴MOSFET等高发热元件，可放置在空气流通区域；
   ④ 整体布局：高压区和低压区分隔，保证信号反馈精准；大功率器件周围留有足够散热空间，使用厚铜PCB（大于1oz）以提高导热性。

六、关键功能模块设计及参数计算
（一）功率变压器设计

1. 磁芯选型与计算
   本设计选用EE16芯型，高频性能好，适合70kHz左右工作频率。根据输出功率及工作频率，初步估算磁芯截面积Ae≈20mm²，窗口面积Aw≈40mm²。
   ① 工作频率：70kHz80kHz为最佳频点，兼顾芯损和磁芯体积。
   ② 最大磁通密度：选定Bmax≈2000G（0.2T），避免磁芯饱和及损耗过大。
   ③ 初级匝数计算：
   $N_p = frac{V_{in\_min} imes 10^8}{4 imes f imes B_{max} imes A_e}$Np=4×f×Bmax×AeVin_min×108
   其中Vin_min≈85VAC整流后≈120VDC，f≈75kHz，Ae≈20mm²。代入计算：
   $N_p = frac{120 imes 10^8}{4 imes 7.5e4 imes 0.2e4 imes 20} approx 35 ext{匝}$Np=4×7.5e4×0.2e4×20120×108≈35匝
   考虑实际绕制和漏感，取初级绕30匝。
   ④ 二次绕组匝数计算：
   输出电压Vout≈50V（假设），反激电压加上过渡电压漏感影响，假设二次侧反激峰值=Vout + Vduty×Vds（约60V），故匝比Np:Ns≈120:60≈2:1，最终确定二次绕组810匝，经过实际PCB测试微调至8匝。
   ⑤ 辅助绕组：为提供VCC电压（约12V）及反馈信号，按匝比与初级比≈Np:Na≈30:3设计。

2. 线径与线材选择
   ① 初级采用AWG28漆包线（直径0.32mm），耐压高，铜损低；
   ② 二次与辅助绕组采用AWG24漆包线（直径0.51mm），能承受350mA电流且温升低；
   ③ 绕组层间隔以绝缘纸或漆布隔离，保持耐压与散热性能；
   ④ 线材应符合UL认证，耐温等级可达涂层140℃，避免高温降级。

（二）电流采样与反馈环路设计

1. 采样方式
   采样电阻放置于二次侧LED串接前，输出电流350mA通过电阻产生压降V_sense=I×R_sense≈0.175V（若R_sense=0.5Ω）。该电压经运算放大器或直接驱动TL431，通过分压电路将误差信号与TL431内部2.5V基准做对比后，输出控制电压至光耦LED侧，实现反馈。

2. TL431与光耦电路
   ① TL431外部电阻选择：
   - R1和R2分压设置，使采样电压引脚（REF）电压在正常350mA工作时等于2.5V。
   - 根据V_sense≈0.175V，需要将该电压放大到2.5V，分压比R1:R2≈(2.5V−0.175V):0.175V≈(2.325V):0.175V≈13.29:1；可取R2=10kΩ，R1≈133kΩ，经标称值选R1=130kΩ、R2=10kΩ。
   ② 光耦LED侧电阻：
   - 对应采样误差信号范围，需保证光耦LED侧电流在5mA~10mA最佳线性区；
   - 设当V_REF偏高，TL431导通拉低光耦集电极，光耦LED侧通过R_led：I_led=（V_ref_side−V_f_led）/R_led；
   - 取V_ref_side≈12V（辅助绕组稳压至12V），V_f_led≈1.2V，若I_led≈6mA，则R_led≈(12−1.2)/0.006≈1800Ω，取1.8kΩ。
   ③ 光耦型号：选用6N137，高速、低延迟，保证反馈迅速，控制环路稳定。

3. SM8023反馈接口
   SM8023的FB引脚接受来自光耦开路集电极反馈信号，并根据反馈电压调节内部占空比及开关频率，实现输出电流的恒定。FB脚内置误差放大及保护检测，当反馈信号低于阈值，芯片降低占空比；当反馈信号高于阈值时，芯片提升占空比。

（三）保护电路设计

1. 过压保护（OVP）
   SM8023内部集成过压保护，当VCC电压超过某一阈值（约27V±5%）时触发，关闭MOSFET。设计时需通过辅助绕组与RCC共写设置启动电压：RCC电阻与辅助绕组输出电压需要设计为在主变磁滞右侧确保OVP阈值实现。

2. 过流保护（OCP）
   通过采样电阻实时采样初级电流，SM8023内部OCP检测脚监测初级采样电压，当超过OCP设定值，芯片立即关闭开关并进入重启模式。需要在初级旁串联一个分流电阻R_sense_p，根据350mA输出和变比估算初级峰值电流，设计R_sense_p使得OCP阈值约1.2倍标称值，从而保证安全富余度。

3. 输出开路保护（OLP）
   当LED负载断开或灯管失效时，输出下降至零，反馈信号缺失，SM8023检测到FB脚无反馈信号后会进入自我保护模式，停止驱动并定时尝试重启。此时，主变辅助绕组产生的VCC电压逐渐升高，OVP保护动作，确保器件安全。

4. 过温保护（OTP）
   SM8023内部集成温度传感器，当芯片内部温度超过150℃~170℃时触发OTP保护，关闭开关，待温度下降后自动恢复。必要时可在PCB上加入温度传感器辅助检测，保证过温及时切断负载。

（四）EMI滤波与设计

1. EMI滤波网络
   ① 差模滤波：采用X电容0.1µF/275VAC并联于输入两端，配合差模电感实现差模干扰抑制；
   ② 共模滤波：采用Y电容4.7nF/275VAC并联市电与地，配合共模电感（500mA）抑制共模干扰；
   ③ 在PCB布局上保持输入滤波元件尽量靠近PCB入口，L–C–L结构由外向内依次排列，确保EMI滤波效果。

2. 频率抖动设计
   SM8023内部集成频率抖动功能，通过内部振荡器在10%~20%范围内抖动工作频率，可以显著降低EMI峰值。无需额外电路即可激活抖动功能。

3. PCB布局原则
   ① 输入滤波与桥堆、NTC、MOV等靠近PCB边缘，并尽量减少回路面积，降低干扰辐射；
   ② 主开关回路（MOSFET、主变初级、采样电阻）走线尽量短且宽，降低寄生电感、电阻；
   ③ 二次侧回路（整流二极管、滤波电容、采样电阻）靠近变压器二次绕组，缩短信号环路，减少噪声；
   ④ 光耦与TL431反馈网络布局尽量靠近二次侧整流，布线屏蔽光耦发光二极管与收发晶体管引脚，避免高频干扰；
   ⑤ 将高压区域与低压区域分区布线，尽量避免信号交叉。

七、具体元件型号清单与参数
下面列出本设计方案中涉及到的典型元器件型号、参数及选择理由，方便工程师进行BOM编制及采购指导：

1. 主控芯片：SM8023（650V集成MOSFET，内部恒流、OVP/OCP/OTP保护）

2. 整流桥：GBU4J（600V/4A，DO-214AB封装）或SB160（60V/1A肖特基，四只串联）

3. 高压滤波电容：Nippon Chemi-Con KY 220µF/400V 105℃，2000小时寿命

4. NTC：NTC10D-9（10Ω初阻，吸收浪涌电流，减少启动冲击）

5. MOV：MOV07D471K（470VAC，浪涌抑制）

6. 差模电感：风华CTQ10 500mA，直流电阻0.45Ω

7. 共模电感：TDK ACT45B 500mA/300Ω（100kHz），表面贴装封装

8. 主变压器磁芯：EE16高频铁氧体N87（磁芯截面20mm²，窗宽度≤40mm²）

9. 漆包线：初级AWG28（0.32mm），二次AWG24（0.51mm），辅助AWG28（0.32mm）

10. 二次整流二极管：SS34（40V/3A，SMA封装），若输出电压较高需串联两只以上；或STPS30L20CT（20V/30A肖特基，TO-220封装并付散热片）

11. 输出滤波电容：Rubycon 47µF/63V 105℃固态电解，ESR低、寿命长

12. 采样电阻：Vishay 0.5Ω ±1% 0.5W（0805封装）

13. TL431：台产TL431BI（SOT-23封装，±0.5%基准精度）

14. 光耦隔离：Vishay 6N137（高速数字光耦，响应延迟典型值8ns）

15. X电容：TDK C3225X7R2U104K（0.1µF/275VAC，X2级安全电容）

16. Y电容：TDK C0402Y2P475K025（4.7nF/275VAC，Y2级）

17. 熔丝：Bourns MF-NSMF100/250V（100mA快断）或PTC自恢复保险丝120mA。

18. 热敏电阻外形：DO-214封装，支持耐压275VAC。

19. 辅助稳压元件：MCC MP2491A/B（12V,150mA稳压二极管）或TL431外加稳压。

八、电路参数计算与调试指南

1. 初级采样电阻计算
   根据设计，输出350mA，经过变压器转换后，初级峰值电流约为：
   $I_{p\_peak} = frac{V_{out} imes I_{out}}{(1-frac{V_{ds}}{V_{in}}) imes V_{in}/N_p imes eta}$Ip_peak=(1−VinVds)×Vin/Np×ηVout×Iout
   近似估算：Vout≈50V，Iout=0.35A，Vin≈120V，Np≈30，假设效率η≈0.82，Vds≈10V，代入计算得Ip_peak≈1A。
   初级采样电阻Rs_p设定为0.2Ω，压降V_sense_p≈1A×0.2Ω=0.2V。SM8023 OCP引脚检测阈值≈0.6V，可在Rs_p两端并联分压，或直接选择Rs_p≈0.2Ω以匹配OCP门槛。

2. 辅助绕组功率计算
   辅助绕组需提供SM8023 VCC电源电流约3mA~5mA及光耦LED侧电流约6mA，总计≤10mA，故辅助绕组输出设计电压约12V，支持电流20mA裕量。基于匝比计算辅助匝数≈Np×(V_aux/Vin)≈30×(12/120)=3匝。

3. 频率设计与占空比极限
   SM8023典型工作频率为70kHz~100kHz，根据功率及磁芯参数，初步设定工作频率75kHz。占空比极限为45%左，以避免初级绕组出现线性区过高峰值电流。可通过调整Rosc外接电阻（若芯片支持）微调振荡频率。

4. EMI调试与滤波补偿
   EMI测试时首先调节X、Y电容与共模、差模电感的阻抗配合，确保在150kHz~30MHz频段通过传导测试。在发现高次谐波峰值时，可适当增加Cgd或RC缓冲，或在MOSFET漏极与源极并联RC阻尼网络，减小dv/dt。

5. 环路补偿与稳定性分析
   采用二次侧采样方式，环路补偿主要在TL431与光耦之间做RC网络调节：
   ① 在TL431输出与参考之间并联一个小电容C_comp（约50pF100pF），抑制高频噪声；
   ② 在光耦LED侧加并联电阻R_pullup与C_pullup（如10kΩ＋100pF），优化反馈速度，防止环路振荡或负载跳变时过冲。
   ③ 通过示波器观察反馈节点响应曲线，使环路带宽约为工作频率的1/101/5，确保系统对负载变化响应及时且稳定。

九、可靠性与生产可行性分析

1. 散热可靠性
   设计时需考虑SM8023内部MOSFET在满载时导通损耗与开关损耗，建议在MOSFET散热铜箔处加散热硅脂，并留足散热面积（约1cm²以上）。二次整流肖特基需贴近大铜铺，降低温升；必要时可在底板或外壳加装铝型材散热片。

2. 寿命与老化测试
   ① 高压滤波电容220µF/400V 105℃选用2000小时寿命型号，保证系统寿命≥20000小时；
   ② 输出固态电容47µF/63V 105℃，设计纹波电流在规格范围内，寿命可达5000小时以上；
   ③ 整机需通过85℃高温老化测试72小时，验证电容、电感及主变无异常升温或变形。

3. 安全与EMC测试
   ① 依据GB4943、IEC61347-1等标准完成安全测试；核心绝缘保持≥4mm或按官方规定增设绝缘膜；
   ② EMI测试：传导与辐射测试需满足EN55015 B级，若不达标，需二次调试滤波网络；
   ③ 耐压测试：初次级绝缘耐压测试≥3kV AC/1min；

十、PCB布局与布线建议

1. 高速回路紧凑
   主开关管SM8023、主变初级、采样电阻间连线最短，回路面积最小；

2. 热端元件散热
   MOSFET及整流二极管所在区域铜箔加重，提供大面积散热支撑；

3. 次级反馈回路屏蔽
   TL431、光耦和采样电阻之间信号线尽量远离主开关回路，减少噪声干扰；

4. 分区设计
   依据功能模块分区：输入滤波区、主开关区、二次整流区、反馈控制区、辅助供电区，模块间互相隔离，优化信号完整性；

5. 走线宽度及过孔
   主电流回路建议走宽度≥3mm，铜厚≥35µm；过孔尽量少，用盲埋过孔或加锡加固；

十一、测试与调试流程

1. 无负载上电测试
   初次接入额定市电前，NB:保证功率电阻代替LED负载，将输出端悬空或接小电流电阻，观察VCC启动、OVP是否正常；

2. 空载测量与调整
   通过示波器测量主开关波形、变压器初级/次级波形，检查是否出现频率抖动、漏电流、节拍噪声等异常；调节Rosc等外部元件使振荡频率及占空比符合设计；

3. 低负载和满载测试
   逐步增加负载，测量输出电流、电压、纹波及效率；重点关注输出350mA时的电流稳定性、纹波≤1%，和整机效率≥82%；

4. EMI预检与调节
   依次测试传导和辐射，若出现峰值超标，通过添加RC缓冲电路、调整X、Y电容及共模滤波电感实现整改；

5. 环境温度测试
   在高温环境（60℃）下进行长时间老化测试（≥72小时），监测温度分布，确保关键器件温度＜105℃；

6. 抗雷击浪涌测试
   符合IEC61000-4-5标准浪涌8/20µs工频雷击耐受测试±1kV，验证NTC/MOV保护效果；

7. 跳电重启测试
   在输出端加载LED灯组后，断开、恢复市电三次，确保灯组点亮无闪烁，SM8023软启动功能工作稳定；

十二、常见问题与故障排查

1. 不启动或启动延迟过长

• 原因一：高压滤波电容C_HV容量太小/损坏，导致VCC上升慢，建议检查220µF/400V电容是否规格正确；

• 原因二：辅助绕组馈电不足或断路，导致VCC电压未达到启动阈值；检查主变绕组及VD_aux二极管、稳压二极管；

• 原因三：SM8023芯片损坏或RCC参数不对，需替换芯片或重新计算RCC分压网络。

2. 输出电流不稳定或漂移

• 原因一：采样电阻阻值漂移或损坏，建议更换高精度电阻并校准电流；

• 原因二：TL431基准电压偏差大，导致反馈环路误差，需更换TL431并调整分压阻值；

• 原因三：光耦衰退或CTR参数波动，建议更换同型号光耦并重新测量CTR；

• 原因四：反馈回路布线过长或干扰严重，造成环路抖动，需缩短光耦与TL431之间走线、加屏蔽。

3. EMI不合规

• 原因一：X、Y电容容量或型号不匹配，需调整至合适数值或更换品牌；

• 原因二：共模、差模电感阻抗不足，需更换高阻抗或更大额定电流电感；

• 原因三：输出滤波电容布局与主开关回路过于接近，干扰耦合，需隔离并加屏蔽；

• 原因四：反馈环路补偿不足，输出开关波形尖峰高，需在MOSFET漏极与源极并联RC阻尼网络或RC缓冲电路。

4. 过热或元件损坏

• 原因一：散热面积不够或散热硅脂失效，需增加散热铜箔，检查硅脂性能；

• 原因二：磁芯饱和或漏感过大，导致变压器发热严重，需重新绕制或更换更优磁芯；

• 原因三：输出肖特基电容或电感过载，温度过高，需并联多只或提高额定规格，改善散热。

十三、成本与生产建议

1. PCB方案
   采用双面板或四层板，双面板节省成本，中小批量可采用厚度1.6mm、铜厚1oz；若要求更好EMI和散热可采用四层板，内层做地平面，信号线层隔离。

2. BOM成本控制
   ① 主控芯片SM8023：成本约1.52元/颗；
   ② 主变及输入滤波：磁芯及线材成本合计≤4元；
   ③ 整流桥、MOSFET、肖特基二极管等功率器件合计约35元；
   ④ EMI元件（X/Y电容、共模电感）合计约23元；
   ⑤ 反馈器件（TL431、光耦、采样电阻等）合计约1.52元；
   综合考虑，整机BOM成本可控制在15~18元人民币左右，适合中低端LED驱动用途。

3. 生产工艺
   采用SMT贴片+波峰或回流焊结合工艺，先进行SMT元件贴装，再进行插件功率器件波峰焊，最后插装主变、NTC、MOV等插件元件，经过AOI、X-ray检测及功能测试后入库。

4. 质量控制
   ① 关键元件需采购大品牌产品，保证稳定性；
   ② 生产过程需对温度敏感元件（光耦、TL431、采样电阻）进行禁止过高温回流；
   ③ 每批产品需进行抽样高压测试（3kV/1min），漏电流测试；
   ④ 进行完整功能老化测试（满功率负载，60℃环境，72小时），并做EMI预检。

十四、应用领域与扩展设计

1. 应用领域
   该12W~18W（350mA）LED反激电源，主要面向中小功率LED照明应用，如台灯、吸顶灯、壁灯、地埋灯、小型投光灯、轨道灯等场景，具有体积小、成本低、效率高、可靠性好等优点。

2. 可扩展设计
   ① 提高功率范围：若需更大输出功率，可并联两路SM8023电路，或改用多管正激/反激拓扑；
   ② 恒压/恒流双模式：在原有设计基础上，可在二次侧增加检测电压电路，使电源具备恒压驱动能力，满足混合负载需求；
   ③ 数字化控制：改进方案可以在辅助绕组旁接单片机，实现智能调光、遥控调节、恒温恒湿环境下工作等功能；
   ④ PFC前端扩展：在本电源前端加装简易凸点式PFC电路，使PF>0.9，进一步提升整体系统效率并减少谐波。

十五、总结
本方案详细阐述了基于SM8023芯片的12W~18W（350mA）LED反激电源设计，包括电路拓扑、器件选型、功能说明、选用理由、参数计算、PCB布局、测试调试要点及可靠性分析。通过合理的元器件配置与优化设计，系统在效率、成本、可靠性以及EMI性能上均达到优秀水准，满足国内外中小功率LED照明市场需求。工程师可根据本方案进行快速开发、调试和批量生产，为LED照明产品提供高性价比的驱动电源解决方案。