本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-5 17:26 编辑
; \& ]0 u, ^: g% T- t# L4 D. ~/ j% i
概述9 d0 d8 v% `4 ^& d& J8 a7 y
) a- B% k- D% y# |. Q8 ~2 t! ~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。
: X% m) d! `; ~2 V2 U% ` T4 W- A% @. f: L8 ~. y1 c" M
1、样机介绍
) l, ]% V4 a; g0 n' A! p
# j3 w2 R! o0 j; V: K: Z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。0 U C9 J5 N9 |. W1 K' w
1 q# O/ M$ F, f, t# ~8 |' @5 O; {6 b
8 t9 T8 W" [6 i7 b' Y$ I: i
. ?# o g7 W9 Z1 d! W* {CR5269SSG_12V1A 工程样机示意图
9 q) z1 p8 }, ^% o$ T: j) W3 ]" hCR5269SSG产品概述
7 ?8 w. s6 H" M! ]1 d |( c, V: N' L8 S, I- x. x: y6 h/ O
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。
* Y6 I7 }# I4 R0 k" x( {4 m. f& R
( e* s; P- o/ p2 X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。
; B |/ I3 f0 m& z% i
% _( V& w i8 J( ACR5269SSG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。
# f3 @. P+ c |! L6 N* x
7 T# H& o. K# l+ T" R9 D$ c芯片特性：0 L m+ E. l3 \2 }6 I2 ~/ u
● 全电压范围待机低于75mW4 |' `4 y9 |( @# P% j5 o6 s6 J
● 满足能效六级标准
+ i8 | K) ^, W" o2 R r" n4 E) Z● PSM模式降低待机功耗
+ l, o7 W; O$ i# a0 k3 }5 j● 内置软启动
- {& [& a" N& J7 Z. L( k5 |6 ]8 h● 良好的EMI特性$ { D) F, w% [! b6 A
● 零噪声工作( L, R! R7 ?. s( r2 I9 i2 B" Z
● 典型65kHz开关频率9 T, S$ g& I% z0 E9 f
● 电流模式控制/ j+ y- X0 H( F5 A! }$ j
● 内置斜坡补偿7 r: _. \, ~' ^6 o. g8 P
● 内置前沿消隐1 `: t2 P6 e" q0 a% {
● 启动电流和工作电流低
9 q J( I( |) Y% E* o+ O● VDD端过压保护+ y1 [) f8 y6 ^
● 过载保护
9 L. y( @: m; u Y3 w t. H, D● 逐周期过流保护: s6 ]) v& O {2 \; G; q# F
● 过温保护
* W( q$ V+ N) n0 |( r1 T● 输出整流二极管短路保护
" B9 D' J1 B) V6 ~4 g$ B6 h● 四引脚散热
/ p# J5 i1 [; F4 M/ Z7 ]% O● SOP-8L绿色封装
) \, \8 t" O4 F- k5 @7 i1 J
3 m8 t2 I( Y/ I/ `* a, q基本应用1 [" S6 O0 Z2 {* ?
● 电源适配器! c# C' d$ W2 }4 }$ c- C' Q
● 开放式电源
/ H' G: x% R9 L: H+ B● 数码相机和摄像机电源- K/ Y9 G/ G7 J% a: }) a' g& x% U J
● 电脑和服务器辅助电源( N4 p3 Y9 {* u5 V3 j; \
● 机顶盒电源$ S0 S' N3 m- k( ~
● 掌上电脑电源
: X3 c" s2 c+ y
7 g4 q6 ]% D( A) o( V) \引脚分布
. W( [5 F9 G8 T9 H0 f P/ X- V- v; X
引脚描述( h1 i0 G }3 B7 q/ q
$ {# q6 s& u6 {/ i1 M9 ~7 X4 ~典型应用
. F0 ]+ O# u$ t: y3 l4 _8 T' }* g( {# E: @! s: ~
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。
; \* n3 j) }" H( X n6 [$ W
R+ J3 z( v0 z* g4 H! e) G1 o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。
' w% a$ W( Y! t8 t. A* S8 N0 [1 N+ x9 F, m8 c
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。. T& }9 o# ~8 A9 _1 g
$ G: F* r9 F# u- o% D# ~2、样机特性
( K; n" |( P: @& l1 S
: U% l7 n, N4 p$ z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。
: a+ S G" p- o9 U8 V
$ C2 H; `+ b! g4 @9 y2.1、输入特性：
$ `4 ~$ x7 E9 }" t6 d& `; }8 W ^2 C/ T, J$ z- K* V. I$ n
2.2、输出特性(PCB 端)：4 i! ~* n O- u
. Z) A' }+ I5 G2.3、整机参数：
! `7 g+ _' _* p# e: T4 R* z
: t( H0 w+ K- U. M2.4、保护功能测试：. ~+ F, t! H; N) S$ E1 C
1 {+ h; Q3 W R! d
2.5、工作环境：% d" V8 L# S) N
* H4 V8 x4 L% v; O$ P& G$ W/ V2.6、测试仪器：
1 J. }! i; h0 u& {
- @$ h, _& W9 P7 }; x t" E; Y3、样机结构信息; b9 O, s! R l9 C1 [, l
4 u$ q X2 P* V Q1 r
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。" R3 v( `/ w7 |- G! @
# Y" k# j" _$ ]& r3.1、电路原理图及BOM：
5 X! J: X, M' \ S
6 {1 T* U+ u; l+ ^2 C Z3.1.1、原理图：
4 _# R5 J2 M& d
; m! G7 U0 X# g) f3.1.2、元器件清单：
( W! @# k0 h ?5 F. @+ K* N7 [/ A, X. y' h& `4 S6 r
3.1.3、PCB 布局&布线：
5 R6 J4 v% `7 r t$ l
+ h# _$ j6 \* V# x' j
PCB 顶层布局&布线
& w* Q; s; [ y- Y7 D3 @+ _1 o+ R; h8 z
PCB 底层布局&布线 0 ?. a8 V& ?9 C
3.2、变压器绕制工艺：$ D* a" T* N+ R3 ~5 X0 [( n$ U
G! }2 D7 K; ?7 _8 i
3.2.1、电路示意图：
8 D- d) J# }- W- K8 w9 }" M, d4 A. p2 B
0 S x# S1 ?5 M% [3.2.2、规格参数：- T- q- e; w2 a
1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
+ \) l( K& M1 ^' Y2）材质：TDK PC40 或同等材质；* e/ N* F: d" x x" }. A0 V* U
3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；# q# S0 T* g4 R/ d2 F/ v, a7 u3 d6 Z! J
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
1 F/ ?' D4 J* W) H- W7 Q5 O5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；7 {8 @" e7 i1 }* W+ i4 g+ O, f% D
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ q, D6 w. U1 o
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）)；* |( ~( t! x: s# [( ?" c! K
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
0 w0 C4 n" K! l$ o, E( h9）成品要求:浸凡立水；/ l5 C7 I7 t i' r
" m1 x& Q/ v+ G2 [% A3.2.3、变压器参数:
; H8 z! G- b& c* d+ c" f0 D7 l% V) a0 \5 r5 q
3.2.4 变压器结构图：/ i( s X( P& n7 I e$ \" n
2 u( a: ?8 ] [2 }5 U, B; s4、性能测评
# n2 P& Y- l: ?" E( P! i0 I) K; \- m, ]. C, k
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。 A% A( O+ f% _* C
1 v4 n9 o/ n* o* W0 y' q/ g/ L4.1、输入特性：3 a# |$ C9 Z1 N q4 A8 f
; Q1 u/ a5 Z; u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。
; e/ [; ~# z# B N$ I, {8 H2 Z2 u R0 v1 s1 p( J6 g
, ]. E2 {( ^" k表1 待机功耗) q0 Z5 C5 K, P* D/ R
% V; S* E. L8 p; q; g9 M& A表2 输出100%负载下的输入特性8 d) ~, M( ]- o6 N( o: d/ Y+ I
* |0 L7 Q' {6 y/ A0 q, G6 |, `表3 效率测试（PCB 端）# `- J4 @! V& c" s( c+ w
" E: e6 z1 Y( ~. ^! [2 E8 ?
表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）
5 }; q5 N* j/ A: ^! t9 [ Q4 Z/ X* q, T8 i Q- |& H
表5 能效等级评估（PCB 端）, g: K. M; z- d2 c
+ e9 r* P3 Y( H+ W
4.2、输出特性：( h$ X. s4 H/ a& r' x
w. p+ ]9 o, H
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）
% y& h. t( ?. Q% p' m2 D, l% E. ?$ K1 ` y: f4 V
4 L( D5 k( R9 g& N: y* \8 z4.2.2、输出电压纹波：
' F' ?5 } d( m4 e2 X* |. A) u3 N# a/ M+ F( f# G
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。
( B0 v# E$ u5 U) r, w8 W& X# L% W }7 ~
$ {: o j1 L1 R) U" J
R&N @ AC90V/60Hz,No Load + K# w3 Q' g/ _0 l$ V& U: ~# ^
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
- K0 y3 l0 n: v- ?$ X2 w0 x
R&N @ AC264V/60Hz,No Load , c0 K# }4 F7 A1 F3 _6 E# x) D; y
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load % b0 D- l4 x. O* w; t+ o* R. Z' g: _
4.3 保护功能：+ E: G# X* p! t& e6 K$ v
( L/ M" u* ?3 V以下涉及过流保护、短路保护的测试。/ h! ?. Y/ K; j7 U2 M
( z7 a- p! g f3 d2 f: l- I j4.3.1、过流保护：
M( x9 P: E5 C, Z/ s' z# z& x
( U& e9 k; g* z, z4.3.2、短路保护：0 c7 ~: F. o- o+ s$ [
" ]3 J! r; `) o9 q7 m功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
N2 d h4 C. D# _, A) a: T' E: h5 ?) u1 `/ u
( D3 ?; m- |- l4.4、系统温升测试
5 w) U9 t# S9 A8 c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。1 P" {: Y; u' |4 a. `( ^
# ?" T0 U, v% t测试样机及配套外壳
1 ^( H2 a8 i7 l8 P4 x0 e( i6 B- s温升测试：单位℃4 s8 }. X ^* F$ P) B, B5 o1 ]& A1 S
" h7 h% _4 ]/ ^$ M' |4.5、动态测试：& e* s2 v V4 N% P9 `8 L
+ W0 K1 d$ a& [& 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。 x7 \8 Y: t# Q7 j
( D8 l4 x1 S. e/ W- V8 E
, X6 V8 a q- R4 B
AC90V 5ms % ^/ a- O. [( k- P3 H( C
AC90V 10ms
! a9 ^4 T5 {* q/ ^* n- O: |, O' h
AC264V 5ms ( @' _3 B$ _9 J; s/ y
AC264V 10ms $ B7 w$ i5 N6 |% ^) y$ G' h- E
4.6、系统延时时间测试：
7 Q" L# `, `0 P: z l0 y3 t4 K
. ^( Z3 k2 N8 P9 U) _
% N( ~& b* N8 T6 z; M% K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * e( }. H# R3 X
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
% G% ^; p, S7 l1 z5 o# D
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
% r( U f* y# {( N- @1 f* \& w2 h
THOLD_UP @ AC240V，100% Load $ w( h8 T. {2 ?/ J
VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load : Y% _: j# \: q6 d% S5 a
VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load
, }+ L- }3 r1 g: E+ p4.7、其它重要波形测试：
8 ^$ E; b$ t# S6 h0 I; _6 E! z9 ]2 J d
DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：1 D# i; p) T) C+ `* l3 @7 C+ A, l9 o
, a+ ^4 k+ i* ~( E
AC90/60Hz，100% load
- ?9 T+ K1 l- v' I4 i- T( O8 ^
AC115/60Hz，100% load - X' } k- v4 M# u) Z
AC230/50Hz，100% Load
6 B m6 G5 Q" ~8 s& O1 K
AC264/50Hz，100% load
3 B: ~$ }0 g! G4 J2 Q, v3 ]8 p" K
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压
, `) J- u: X- ?7 P* |
AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形 ) o; y$ J1 q$ t& u! h* Y* ?4 q
5、 EMI 评估测试
! s0 p6 b6 c/ j* O, O1 `. |+ U, R* Q/ M! e
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）
7 d& R5 r# p5 k8 t t; x! L" }, h/ D2 B$ N. i: B x
AC115V/60Hz 传导L 相
+ c! R+ T1 j% b
AC115V/60Hz 传导N 相
$ }/ \( }* s" A: u D6 L
AC230V/50Hz 传导L 相
# k- [! O: u. y) e
AC230V/50Hz 传导N 相 6 g7 R/ g6 |5 {8 Z
AC115V/50Hz 辐射测试 " a9 B- _% z2 ^+ p- u/ b
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