本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-5 17:26 编辑 ; }! ]& \" Y9 X7 K. G
1 u# d& u/ B7 i- n& E$ u; z0 U5 o概述8 d2 {( T) H9 ]# f* o. g
! N- a! J+ H, N) a1 A; F
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。5 B$ S4 {7 `3 g% w# E. T; t) k
5 ~# S/ y* u1 g' Q1、样机介绍
3 d6 g @- D/ r9 f& ~6 `0 Z2 m6 C- I- U) n) {) f
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 S/ }! n% z2 p/ j' f8 g* S( j( m- q3 g' A+ ?, M
$ }0 ?, G5 S* Q8 c4 H {
+ W3 @1 J, [ e9 c3 O+ t6 H+ \+ Z4 Q
CR5269SSG_12V1A 工程样机示意图 ( V, b# S$ X( d9 O$ e- O
CR5269SSG产品概述
9 }" ^; e" x! A8 g! a
- _+ J# i# }. H2 u( Y2 ACR5269SSG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。
3 Q1 z( \% q9 B. {- q% _ e; p3 T
3 j9 @% { n6 ^: O: P( C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。
?" k, t" X0 @! |9 V) y; t
# R% T( ?9 n! Y8 BCR5269SSG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。
: ^* [) M( K- Z" y/ V
: A: L( S4 h6 P% U6 V5 P芯片特性：
+ [- }3 Z1 i! _0 s/ N( L+ k● 全电压范围待机低于75mW
/ k6 a* t: D7 M% N● 满足能效六级标准% J% L+ s* t+ q9 k/ l: r
● PSM模式降低待机功耗
3 ` `+ C# s0 d0 N ]3 W8 x) L● 内置软启动: n5 {8 D- ~6 y% C
● 良好的EMI特性
# w5 s- R7 ?& ]) G9 ^● 零噪声工作/ P2 a1 a& @4 m$ d& @' o% Z- j
● 典型65kHz开关频率
1 v3 x6 M. N. q$ a6 o F# [● 电流模式控制
5 Q8 I3 ]; ` `; L● 内置斜坡补偿
4 E4 v( e% E. P% A( S- ?/ e4 W● 内置前沿消隐! ]) m6 t7 y$ _7 X& E
● 启动电流和工作电流低
' N' e$ L4 ?6 X3 }0 i* a% s9 ~● VDD端过压保护2 K. t, x4 l0 l q
● 过载保护3 u* I+ P5 M( q
● 逐周期过流保护( P. t, Y; G+ h! \! `; c# A% q" ?
● 过温保护
# x5 n) y* R3 \; d2 A0 ]● 输出整流二极管短路保护5 l( c t7 i# X- Z3 N
● 四引脚散热
+ C/ t2 J7 H2 A● SOP-8L绿色封装& W' n4 j! J# u4 s- `
$ y# z$ r& O3 x f+ w8 U7 e: F4 k基本应用
( T4 w1 K" V9 J/ Y. \- N: D0 @+ i● 电源适配器* T; s/ A; w, W* I4 h. e5 F& s
● 开放式电源
( y- X, `! z4 A* s3 V) n& _● 数码相机和摄像机电源' Z( l$ v/ N4 u; s3 |, ~
● 电脑和服务器辅助电源6 v9 W% s7 }2 s
● 机顶盒电源
: A- x K( d5 ]& c# y$ J! p; y, P" p● 掌上电脑电源# c; r" ^5 q2 P! y" ^
# e9 m3 {: I1 K! j7 R; P
引脚分布
4 P% l! M* \4 q9 L1 n% W; w9 R) Z8 \
% K/ M3 ^/ u4 w: G+ M T引脚描述
# C& j; z9 n5 R$ K$ i
! H$ W. O4 {+ b典型应用
2 c5 X; T& @7 S# ?, _' j$ X0 o8 W9 k9 B( Z
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。
2 \2 A# D. }! k2 o! [
6 T& j5 y7 i- q! j) O- R) N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。1 `, J. a& U$ u* F% y, X# i
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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。
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: a/ C& q) `4 D' s4 q: f( ^2、样机特性
. `& ~# w5 G9 f. G) v/ G6 r' o2 e0 A) E# x( |
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。
F6 n6 r) k3 f' D, S2 R% M- E) @' d3 A4 E9 A P6 o
2.1、输入特性： J. X3 h% C& B0 s
- i4 ]5 Q" n5 F
2.2、输出特性(PCB 端)：9 X I" c P! w7 |& _+ e$ Y
! U4 |9 [8 l9 h; _4 u
2.3、整机参数：$ r4 F0 M( o' h3 _
4 Q0 ~5 k1 u0 i; q; U
2.4、保护功能测试：
$ i. i% B) ~5 V5 H/ R
; B$ h4 Y: d ^! p2.5、工作环境：
# c( e4 }: |3 p- r. z
- @6 `7 C8 b" R6 e2 Y2.6、测试仪器：
0 n( T' Z0 x% Q, `
) @( J9 `# M G6 C8 Q# C7 N3、样机结构信息 D5 w5 N4 D6 [4 a
0 v- L7 Q/ O( _. v+ m. d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。
$ Q- ^7 Q5 n) Z! Y$ g! C
& U& z3 d7 s% D3.1、电路原理图及BOM：
# e; V2 T' y' @9 c) q U- N% y3 \' [5 ~$ z
3.1.1、原理图：2 L" s1 |5 O1 y: P3 m! y3 ^' Y; a+ ]
4 j8 V# ?) E j/ x0 [3.1.2、元器件清单：
; O4 w/ s( Z5 _5 |8 }4 W! k, e) \4 l, B$ D" E) q
3.1.3、PCB 布局&布线：
) e1 _' Z n# P4 p/ t; C Q% |3 X# A
$ }, e$ w2 A" w9 {
PCB 顶层布局&布线
0 \- m* e3 J3 j5 V, U% E
PCB 底层布局&布线
; x, [1 e3 |2 D& a3.2、变压器绕制工艺：3 ]/ Q+ t8 D+ ^) Q+ Q
( e3 P" S. y# \
3.2.1、电路示意图：
' X# l, x% t" y0 V( A+ b7 o8 z: S) C2 {/ d; g( e
3.2.2、规格参数：
* q% N4 \0 }0 Y% y! @, s+ m1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
7 g9 ]- b( t4 T2）材质：TDK PC40 或同等材质；( W- T& f+ c. E; r
3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；9 i1 Y/ u" Y ^2 T
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
1 T* l& Z- {) i0 z5 ?6 A5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；5 F/ P! t' B. ^7 F0 `& C
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
8 H* f, d% H. l4 Q0 C7）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）)；
8 k* [/ |) J' y6 ^( q" _8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
4 O; z8 S. b Q6 t9）成品要求:浸凡立水；3 o$ H2 G- H9 e
( \1 y, }/ s! ^+ A( V, @
3.2.3、变压器参数:
4 i# n# j) e1 m1 z
+ w( ?' F3 v. \3.2.4 变压器结构图：6 Y& A& K0 m2 m- }1 ~1 o6 E
) \8 d7 _9 Y$ k
4、性能测评( b# y9 B+ `5 }
7 @8 _6 M* R4 G( b" o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。
, u# Y5 M: E& L. d; [9 H. {; u |+ k6 D h) t: z: z, x
4.1、输入特性：
/ b* O" n2 q k& L9 I( l7 D' }! j' m
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。# f" `. ^0 M' q# N; [4 _
, g1 g9 }- W5 U5 e" Q
" A" t8 T7 ?" z表1 待机功耗
$ u2 L0 W w# {# C# }* P
- R2 k6 a5 Z2 M! Y4 |( P表2 输出100%负载下的输入特性
2 v9 `5 v4 [+ l5 T5 }- ?
P' z; u3 A' [* `) s表3 效率测试（PCB 端）3 j- @% C ?3 |* O# G( B
`' t3 w" [+ X+ I# n! u7 R
表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）
1 I( U" Z- o7 z6 h+ g0 w) | J3 R h8 h5 l6 S6 n
表5 能效等级评估（PCB 端）
: I( L; _8 M; u7 G8 s8 R" G0 K' N# L8 R1 f: Q9 {( Y
4.2、输出特性：
+ r) m4 z7 ~9 X4 H0 c! \
`- y+ W' C% s4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）
, U( q* J+ ]5 {$ w; E" C0 K. N" a: M5 G# n" s7 U* B) Z
9 t% E( `+ t' w4.2.2、输出电压纹波：
& K+ W" l6 \1 H; w
# S8 O. c, E6 Z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。
% ?; c1 ]6 O, }1 ^ q1 z
4 g$ ^( D2 h; b% n O+ _, x# D% m
' b$ g! N6 b; H4 B& w2 |1 T
R&N @ AC90V/60Hz,No Load " |& v" x( _% F% l
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
4 z" v( a$ B. ?* { [2 `9 @! _# M
R&N @ AC264V/60Hz,No Load * j. T" V' O7 R" I
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
9 K- _$ k& n7 c, P3 |7 n0 b. |4.3 保护功能：
3 k3 X5 B& }! b5 n8 v/ c, l: T) U. B/ I" l
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 L0 j/ D" F9 j5 p
9 l. {2 J# s0 W, r3 A" j2 r/ z4.3.1、过流保护：
) r* |& z3 B a- Z
v+ n+ i [0 U/ M4.3.2、短路保护：
) V+ v# s" J v9 @/ Y6 X4 h2 l& X' E
4 c, t1 F( W4 M/ R1 e9 N功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。( x4 T4 ]+ g, K
- i3 P5 I" b+ `6 k J
8 @, |* T7 k! x$ k4.4、系统温升测试2 y& N. y( a5 }* H+ z6 ^
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。: k% m8 f6 a G9 X1 |/ W
3 s2 P& j8 F4 ~. L测试样机及配套外壳 R# z; I9 x: @4 \6 P# ?7 `7 I
温升测试：单位℃
0 U, e& e. g* c: L$ f- ~7 w/ ]0 O8 j$ Q3 D
4.5、动态测试：- M. O8 d4 T( U& _+ V5 j7 L
- ^- y* b6 j, h; T: S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。' g# s w# ]6 ~7 K
. r' `' A" [6 Q& c" h$ O- Z
2 o" D2 n" k. l) c. H* {$ ]* `
AC90V 5ms
; E. x9 f6 K b4 H9 w' J
AC90V 10ms
$ S5 g3 N9 G& t
AC264V 5ms
# i3 b/ k `) m! T8 p x
AC264V 10ms % V3 D8 r0 G# n2 j* O) _
4.6、系统延时时间测试：* G0 E9 `* k2 E8 @
3 t5 w/ f# r: q& W6 H8 l! J
( }% g4 z! e# Q% y2 K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 7 p' I( {) b1 A$ c' o( k y5 b
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ; x1 W. U1 [9 m# `6 r
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
5 ~, u+ q+ }. c* R- s* ]
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
8 K9 \# n8 ^9 Y" y0 b+ s
VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load 7 U8 ~3 s8 I: z( `) l# `: N* z2 m
VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load
5 [3 Q/ m- ]6 K- ?4.7、其它重要波形测试：
& {. i7 J6 j8 x* q2 J
4 T0 e' R! N o" W7 A5 q/ c5 jDRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
5 C; C! @, ^. Q8 g c( |* i
: X. ?2 J/ W% M9 k% A8 j
AC90/60Hz，100% load 3 a. W- p: w3 T( c7 ]
AC115/60Hz，100% load 5 S) H n- |% a0 ] m5 c7 v
AC230/50Hz，100% Load
0 j+ w1 z; p( ^: F9 @ d
AC264/50Hz，100% load
( t) e' S8 @! v( s8 l2 A
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压 3 F7 d, k( r3 d6 _0 t1 p
AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形
/ e% f- [! d. H8 }0 _8 P( B2 `5、 EMI 评估测试
0 Y8 d: R! G6 T
- O! m0 y% h% K9 i- [6 r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）5 E3 v& t: _- L
4 T) a. Q& \. w# q; |8 H1 N' X
AC115V/60Hz 传导L 相
( L( j+ ^8 U; K# q: D- a
AC115V/60Hz 传导N 相 * Y! l* o; e. ?' F( X0 _
AC230V/50Hz 传导L 相 . B1 [& y: T6 d4 x" q: |+ u6 Z
AC230V/50Hz 传导N 相 , p2 v4 ]" o: X/ V# N. T5 a
AC115V/50Hz 辐射测试 9 O2 ?( j4 g+ F, ~0 ?1 i
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