本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-5 17:26 编辑 * U7 O3 E7 I" A' w# C
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概述
7 ^( |& A# q3 L' i: T2 J" Z( W
q- ?5 z E8 U6 w& b1 f0 Q* L$ w/ y随着电子信息产业的飞速发展，电源适配器的应用场合日趋广泛，对其性能的要求也变得日益严格，包括对其效率的要求，特别是随着全世界节能意识的提高，对电源的效率也提出了极为严格的要求。本文，我们将给大家介绍的是基于CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。
: D2 W1 W* f& S- v/ z6 [) A8 {
; z+ E- J1 V; X% }9 q3 {& q$ `1、样机介绍% {8 r$ ^) [: f4 u3 g
' ]* V! @1 s% i8 C3 S* \1 A/ |; U
该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围，输出功率12W，恒压输出的电源适配器样机，控制IC采用了公司主推的CR5269SSG。
2 e2 {! b" T/ J1 K
( i, h4 ~! x' k$ W0 e
1 k' U$ Z; v/ R4 d$ n0 i
: I" E; W. ~8 z$ LCR5269SSG_12V1A 工程样机示意图 ( B: S. d7 U g3 A+ x
CR5269SSG产品概述
8 Q; M7 u1 {) ?4 ^6 N& F. @" Y4 A- p
CR5269SSG是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSG集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSG可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSG中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。# R/ Z! r" ] u
" M+ S+ b/ L9 D8 H
芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。
; E- D" d9 T% b
+ z) b3 D- A3 z! C: \2 ~) T$ t9 \* X3 FCR5269SSG集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
; c; `& v' y2 e6 ]+ y+ ^3 n4 _6 D
3 l- B" Y% {- N# |- g' n芯片特性：
+ z4 M, t) i2 X: p* b0 g# K● 全电压范围待机低于75mW
3 u! U. V( T9 T ^' \* j0 V( ~● 满足能效六级标准
9 j" x. q% J6 {9 L9 Y9 U- I" |* Y● PSM模式降低待机功耗
; [) }$ a1 U4 p% l+ ~# V; Z2 }● 内置软启动- e& A6 e: Z% Z+ v
● 良好的EMI特性1 C( Z+ \+ W& V/ L1 a/ |" J F
● 零噪声工作( |' M4 ^3 j" A
● 典型65kHz开关频率$ X# Z) f5 m9 z& `
● 电流模式控制6 F# A1 P: ?0 _/ u; C, e4 b
● 内置斜坡补偿* n, p# d& z% z
● 内置前沿消隐
! `0 V8 b% y- \" E$ t, B; g● 启动电流和工作电流低- J5 i9 v4 o4 X& f+ t
● VDD端过压保护* b: U# G# O- S) G4 }, D S* v
● 过载保护
4 q0 B( t3 r0 z● 逐周期过流保护/ ~$ c# ~) z5 Q' y( D0 Q
● 过温保护2 M* m n# r& p1 r
● 输出整流二极管短路保护
9 `( K# i6 }! ?) n6 ^8 ~● 四引脚散热8 `2 \1 H# d! a& n! G
● SOP-8L绿色封装
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5 k% t$ L6 r s基本应用
/ R+ r" Z6 s$ u0 M7 `# e, W● 电源适配器# f- [5 ?& o" b* S) m
● 开放式电源
* U# ^. Q, f6 z; }% h* H1 Z● 数码相机和摄像机电源8 Q' H$ l% p7 B$ K5 ^1 R1 r. V0 ^, ~
● 电脑和服务器辅助电源
5 F4 l$ ^: o0 J) K$ p● 机顶盒电源
! G8 E" s0 w0 w& a# P5 O# C* ?" x● 掌上电脑电源
, a, y# p2 c* @" Q
! \9 N7 x! V6 a+ ?引脚分布& T9 u: v& i* S) e0 l" p$ \
; o6 g6 M* [5 n+ d
引脚描述
( @" M( R- C7 x6 W6 K: \2 ]! f, y# n5 ^5 }) k5 }
典型应用# x: D$ Y" B$ U
+ Q. ~1 Y+ ]: s: X# V
样机PCBA尺寸：63*34*19mm( L*W*H),是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时PCB平均效率84.09%；能够满足最严格的“COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
) F) C$ {+ o& t7 Y/ I
' g: l+ w8 U( w; \9 r样机具有良好的动态负载能力，良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。: s5 W! q( U" C, g- T( R# R6 k- J
; [% c' W# t$ L7 j
样机的变压器，采用了EE16W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
3 r$ S3 X5 [8 I# \+ x o0 R: o, z2 p. P
2、样机特性$ C- v. K- M% {8 t7 {+ R
2 b J0 ]* n$ ~. e& P5 ~
以下表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第4 章节中有详细说明。
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2.1、输入特性：0 [! | J9 k1 m8 j6 X
* Z$ @1 K. f* S/ n8 e9 `2 a2.2、输出特性(PCB 端)：0 @7 d) S* l! Y. u# N! c! w
6 |0 S* p, u4 g+ w8 g2.3、整机参数：+ z, `: l+ E! y9 F
% S% h* T- r, ]
2.4、保护功能测试：
% N) D" e* q7 N3 \$ }9 M
8 H2 g" I% g$ p6 @, O2.5、工作环境：
2 J) D0 l; b$ z: R- D+ O
% b$ a5 c) b6 U7 s. M, V2.6、测试仪器：
) \2 g" z- J" s. \+ B) P! w
& X! \, m4 P }0 g* w3、样机结构信息
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本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器结构及工艺。
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$ Q# K: ?1 m8 ~- h3.1、电路原理图及BOM：
( \. }2 H( @! g ?/ \2 p2 C z1 X1 r! w% D4 ?
3.1.1、原理图：9 g- l, C( \% J$ G
* q$ D9 g! H* G7 d
3.1.2、元器件清单： E1 I1 a4 y' y) v
) [+ z2 f% ?" J, ?' v
3.1.3、PCB 布局&布线：' j5 {+ m! Z5 R( t O9 H% b7 n
8 J& u# [5 i X. O
PCB 顶层布局&布线 ( T, u" U2 f3 t& ]+ h
PCB 底层布局&布线 1 ^% Q& M, B. {- E2 M
3.2、变压器绕制工艺：
7 C/ W- M0 Y& _8 I& T; R, D$ T! D5 V& T: `; x. M
3.2.1、电路示意图：0 |" c5 K( R# `8 X# h% |# O2 X
% m/ J0 h I, H" ]; }3.2.2、规格参数：
3 y+ L/ W9 r% b) B) T* P; w) @1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
0 l4 c7 [2 ]! r; y& e2）材质：TDK PC40 或同等材质；/ c" @ s1 J+ z$ y: p1 h9 g; F. k: u
3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；
& K, W, x9 p) b* S4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地( L2 ]# Z8 `5 |# J. r4 v
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；7 Y5 L5 r" ~1 U
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；$ _- o: {: R; L. `
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；& I$ e% _5 b) V' |
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；. \" @% U2 q% q$ w3 q
9）成品要求:浸凡立水；
% T/ n; @, U! I: R+ F' v( y O& t3 E/ l
3 W, Y* C/ P: _2 N' j3.2.3、变压器参数:
# f# ?& V3 o+ j) k. p# O1 y
0 D+ }* ]* o7 q3.2.4 变压器结构图：4 u& g* x" |& F1 e
3 } J+ p' K' E. W: o3 {
4、性能测评) E$ d- y a, [" Y- z3 y; b
7 M% K" T; O/ p9 y9 }% v& b本小节对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试，以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看，以下各项测试均合格，能够满足大部分客户的要求。
) H, R Z% y0 U h4 r/ ^7 ~+ N0 O: A3 T7 S" Z. T
4.1、输入特性：
9 \& Y& G) r) R1 k2 s2 a5 h4 ~, I4 d; p, V3 D" g( `, C
本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同负载条件（空载和满载）下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。
; x/ V! g* X' m3 P, r) X2 v; I) U: E% ` P5 }; X6 s, D
5 P' v1 h+ c* s4 R; I! m
表1 待机功耗
) t6 a! [/ @. |# R, O+ k
- K4 a5 D5 U5 F1 C表2 输出100%负载下的输入特性' o% i2 }9 g4 Z+ ?7 [0 t
; V4 b8 \3 g/ P) O+ o b表3 效率测试（PCB 端）
* ]5 J0 H ?0 y/ z7 C
$ h) X9 |/ c! i表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）8 b* B0 C& }( m |6 {7 [
$ h) w8 k- }; S% s表5 能效等级评估（PCB 端）
" u7 q9 S( p; @) d, P6 O) n
6 y6 j+ s8 ]- N: k \2 @7 A4.2、输出特性：
8 p4 u$ C$ o; k% H* b/ [9 b9 X1 S4 Q. K3 {
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）+ E! A& ~3 j+ q% W) s3 K# I& W
4 ?: a. H% u6 c" q( B* L4 q5 n
+ e* X6 }" l2 d2 Y, Y0 g: p4.2.2、输出电压纹波：
, N; S9 N! @% L& @0 N5 w4 y7 N* V5 P5 X" V% W1 N
注：纹波及噪声在PCB 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
- J9 G. l& v6 X0 v- x3 A3 l2 E1 I' ^( @9 z4 p# z0 s
% o$ m9 z* y. F3 H4 F8 r9 H% Z3 j
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
% k/ c# v6 ^6 O6 ~
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
7 [( v: ?; J$ F( R G8 ]0 r
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
$ l8 r5 o8 B, ]5 D" G% d2 F4 }
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
! g; C, ]4 }# h5 S( k; g: i0 H- L4.3 保护功能：( X7 g$ q/ z3 y3 J4 }) C
8 B. \- c2 d* f+ s& I6 s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 f) p3 M; _- j. w$ @" B7 f, G& G& R( m8 c9 x' N# |1 l4 T
4.3.1、过流保护：
$ w( V5 C6 L0 m9 z: F9 j. Y
; M: v' N; h8 A6 ?/ h- W4.3.2、短路保护：. N: t) F: V" A* b( L# ~! O x
& P6 Z; L; w/ ^+ c0 y, p/ R功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。* }2 L8 o9 p8 m" X2 J
5 Q5 q- I9 g; ~
3 N( D" C6 R8 b/ G' X' E4.4、系统温升测试7 w8 V; l7 a& V1 P
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为90V~264V，输出电流1A。
' N7 h# v6 n" C/ n8 A
; O$ r9 E. E3 A4 a% S1 j! [测试样机及配套外壳 0 v6 U! N" R4 i$ c- }
温升测试：单位℃
; w, v5 I& R( }: A2 m' L( g, Z- h
9 |( L5 L" ^8 m/ D& q4.5、动态测试：
: `# V, E9 F) y! Z5 J) T/ o/ p% Z! M5 ?! B) ?3 R+ M
输出动态负载电流设置为3A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。
: a9 `; A, @6 a0 }1 U0 E1 f% S T
, N1 a- k/ Y' y7 D
* v) o* D" U: L7 a% I5 f) y0 Q' Q
AC90V 5ms ( G, Q9 l5 u# w4 ]( b+ a
AC90V 10ms 0 b+ T- n# R8 `$ }" v
AC264V 5ms + e3 s9 o6 b7 ^; o2 A0 m9 B
AC264V 10ms
( T: w4 J1 K4 v/ C! N7 `4.6、系统延时时间测试：! } r, f9 v" T& y) i% c0 {
- x+ U# p, Z) P. n
5 h+ U# H, R2 E* U
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
: ? q0 ^* f4 ~! X
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ' p) D @0 E6 P8 O
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
; d0 K5 F2 X5 ], ?9 |
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
/ V: I+ N8 \* G- G
VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load
: x; s$ }4 m$ T* Z' L, [- F
VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load
, v! _7 j" F- g: y1 E9 E7 ~ ^" [) ~9 q4.7、其它重要波形测试：
, x5 C0 \) m) j( f: Y' Z1 f& y/ {7 J2 l0 [
DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
. Q9 l% q7 P" a$ [
( w* Q4 t1 f3 O) Q$ \ T
AC90/60Hz，100% load
0 q5 m! W q5 z3 `) V
AC115/60Hz，100% load 4 E# \% o# R6 b6 P4 y3 Q3 M
AC230/50Hz，100% Load
8 K+ P/ z9 `1 o) W+ f) p
AC264/50Hz，100% load
# c: u/ h" b! w1 b* d* p
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压 2 [" }: o6 G3 f' O* A6 y, Q ?9 O7 y/ G
AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形 5 A* x% ~1 j! G, h
5、 EMI 评估测试
& E; ? K. l K# ^6 d
" {1 T# r( w& T |# v! v: p测试条件：输入：AC115V/230V/50Hz；输出负载：使用大功率电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
1 {6 R& @2 } q6 `. q- i
3 e, I8 L+ ~! O/ b( d# u3 E; {
AC115V/60Hz 传导L 相
* t# b% F6 y Z9 m8 e
AC115V/60Hz 传导N 相
! O1 J8 C' ]2 O( O1 e. z6 U
AC230V/50Hz 传导L 相
5 C) q6 Q5 M. v: b/ n H
AC230V/50Hz 传导N 相 * m, S8 t# q6 f) o6 ?
AC115V/50Hz 辐射测试
& I; [3 z; |# z
AC230V/50Hz 辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-5 17:00:01
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡