本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑
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+ L4 F& X4 x5 s$ c, |3 n9 q7 g本文作为新春第一篇文章,将向大家介绍的基于本公司主推CR6267SG 12W电源适配器方案,其中本公司主推的CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM开关。
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( C7 e: [) S/ {6 R接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
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1、样机介绍
2 K1 a7 I5 s/ c( G/ z" \
; E4 c* U5 {0 d9 d) n! F3 _4 d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,恒压恒流输出的电源适配器样机,控制IC采用了本公司主推的CR6267SG。
* [# Y& ~# E: }* ^( A- w$ ~ m. P2 Q" Z4 Q* s6 ~
" L! c3 A. r; [. l5 m5 s 2 n. V% {( k% f; W$ [* ^( ^5 W Z% w% {
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
4 _( a- o1 t4 K ?- F5 vCR6267SG" S2 _! \' k ~& M0 T3 f
2 h8 v* b+ J4 f( h3 N2 ^
CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6267SG内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于优化芯片系统待机功耗和提升效率,同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术,保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度, 内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围 (90Vac~264Vac)内输出恒定的功率。
% G( R$ e; u' z$ m1 N }% ^3 y
% K& @; t# S$ \2 K. GCR6267SG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),CS 引脚悬空保护,输出短路保护, 内置前沿消隐电路,使得芯片具有更高的可靠性。
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芯片特性
1 N+ v) v" q0 Q& F9 E
0 Z0 Q( F! r5 L' k& [( }' n: \● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;# Y. H6 t0 ~. I( e* h
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
$ X/ t# i* M3 s6 w● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
+ l7 A! c# }7 q) W; x. X● 低功耗以及良好的负载动态特性;
3 B5 ^" }. O) P2 M( p! ]7 ^● 具有良好的EMI 特性;
% g1 m) P# O& j9 b4 d7 Q% M6 l5 o● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;
$ a+ b" M$ R& R) l& Y● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
2 H5 c7 t4 D" S5 H( U: d1 d) q& _; F● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。
% m' o+ B% w) E4 |' Q
, u6 I5 z' `% _& a8 z" @基本应用1 Z: ~0 Z3 a3 f* Y
0 o! X$ |2 Z' v● 小功率电源适配器( H9 J( J8 s0 A( n3 b
' D8 z+ e" Z e4 X7 g● 蜂窝电话充电器6 Q8 ] W% i0 I) D* A
f" c! H) x$ k* p6 Z- [0 ]4 o F
● 数码相机充电器! S5 t( Z% S: t$ ^4 p
8 s, z. `: B- g! ~● 电脑和服务器辅助电源8 x* |) o4 z' [7 M
$ r' T/ F8 U+ t9 g- R
● 替代线性调整器和RCC
: z4 e6 n: N& D9 i3 }+ Y) T. |2 e x9 h" n- R. z; l7 J
引脚分布
$ Z; d+ a" `; [0 j6 p n( [8 s7 ?3 ], m9 l: G% `- x9 C9 z- P: Z5 y
引脚描述6 I8 k- ^8 I- Q& v
/ M/ A& e9 p b; h
7 Z8 o2 \# \5 t% N
典型应用# b8 C; |! [" z7 a9 z. W5 A; B
# r7 X. j5 I* `) C2 O4 C3 E' k3 w$ O W
样机PCBA尺寸:67*35*19mm,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样机待机功耗仅为74mW;同时效率能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准;全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。' x; ]/ P) }/ c) l5 {3 n5 I
- n2 J- d. d" f3 n" G; F整机(含套件外壳)可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具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。
+ M3 d0 Z+ U% @/ r6 | H
2 g" ]2 w- G2 ]3 A- }* I6 x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。
. r; J6 g0 f* K' j! Z
! C$ p- o4 h: O) s- \2 J2、样机特性. k; D: B8 |! Y7 {5 n1 \
% ^0 z$ t$ R& q3 w( n9 Q( d
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。
9 B4 c% d( y/ V8 z* c$ O+ h6 Y. Z+ p6 E- i4 F: V
2.1、输入特性:# }3 B+ [. k8 e, V3 {1 U/ q
1 h0 x5 Q; Y5 T7 k& Z5 e! h
# G. D: U4 h- u4 [2 N8 x0 q* B2.2、输出特性(PCB END):
0 u0 D2 E) \2 i# k0 i- b W3 G. I; P; W& i J
2.3、整机参数:; ? }( g0 h; p+ c. w' A8 Q+ ?
( Y3 L5 {7 r) m& e; [
2.4、保护功能测试:
; W) C0 ]1 r+ g8 H+ p" K8 \4 f) a( A0 L2 P
2.5、工作环境:
: ^7 F$ y* m7 B$ S
) Z9 @( w. `/ a$ W) [2.6、测试仪器:
6 q% b6 }' @1 G6 S1 U2 Q2 C: F- L
9 ? f) f$ t& j: ~. O7 H3、样机结构信息 d, J& g Z' w ]4 R# o
- y5 `. Z- Y0 e q3 K$ l' b
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。& _8 L6 B# s! F2 m7 k
5 S) T/ a2 F2 _5 a' O2 |% \
3.1、电路原理图及BOM:
' T s0 c1 c: D- Z) W- h' Z
+ B G+ ^- e8 q9 j3.1.1、原理图:
: A2 R+ _2 p! O: N. q3 D- [
% L* U' n' T$ d% g+ g: x3 D
% r) @( z0 f. d2 H3.1.2、元器件清单:% S+ k7 a1 N& i5 x/ U
& @4 r) \8 I. r* h0 w! `/ a2 V; [: `% l, _2 _0 ]" e5 ]# n
3.1.3、PCB 布局&布线:- L& ?6 r k# n8 `- M* f
2 I' C$ y _! `
PCB 顶层布局&布线
?* y# k9 Z( T j1 j) Q
PCB 底层布局&布线
: n; C! B5 Y6 V! A' k/ u* |: S8 m3.2、变压器绕制工艺:) l& d2 Y& y( y" L( L
' ]7 ^( B- J( {6 S: ~
3.2.1、电路示意图:
8 B, w/ T3 {" L5 [/ Q; i
1 S7 I3 M$ L6 N3.2.2 规格参数:6 }* U* x1 |, g: z
) C1 j) z4 C! G& y& j/ I6 k
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
# M& |+ J6 \$ r9 p. y2)材质:TDK PC40 或同等材质; T" C# h# L4 [/ [5 M
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;7 H( H* T. \ E! b, m- }3 @1 B
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地: v% |/ ^$ W9 k& \' x1 {
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
$ x, {! C; H9 z6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
! I. P) y% \ l- f; r0 `7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);% l+ X/ v9 ]6 w) U/ k; n, [5 {
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
3 _7 i% i" @. L" l4 s9)成品要求:浸凡立水;
) |+ C2 Q; O# @8 H3 Q( V5 @0 m" W$ S2 B/ b( ~
3.2.3、变压器参数:
; t) |! j, R' i, J: @# a, K9 g( T9 ]: b8 z
y3 f1 j! x9 \- K o
3.2.4、变压器结构示意图:2 @# @& \' w H5 Y- t5 X+ L, X7 z
4 S% I, g2 V6 _
4、性能测评 w7 r4 F+ g$ L( y5 D2 Z
9 o0 j" |. [! T7 k* U+ q8 r$ j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。* d5 L. @ {3 k9 q# m, O& i
4 v9 e# I% r/ v9 n% _
4.1、输入特性:
" g) U, H* p( ?0 ?* p
; S6 J+ H% l1 G# a6 k+ 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。
. d% c H. R' G% B/ _& u& Q% ?5 j% v5 S8 v$ H' S8 d
表1 待机功耗# I* S- `: `$ s# c) ^' ` }' r9 k
# e# V% |" K9 v6 E$ y表2 输出100%负载下的输入特性) P- `9 p5 K N3 v3 x
$ C6 ]" r# R; a( t) E' L; @表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
. t* o2 S2 Y2 m. G+ l5 I; s( P8 r# V! U/ u. P$ i. F* S. b( |+ I
表4 效率测试(PCB END)% P! z) o% W# i( V7 V8 Z6 E) w: H
2 p5 J( S2 y7 y7 T5 g! a
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
, }* h% u6 ~. n$ E1 T
) k; V [9 s0 S- t5 O) @9 H& i5 D4.2、输出特性:2 O( M) {+ G3 z
0 H p1 a; x$ ?" B8 p' |/ Y- D
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)0 x4 S4 C1 E9 b9 M7 e
* Y/ F. [8 a- ?# r) A, Y7 ~- K6 P
4.2.2、输出恒流特性:
$ o5 T I$ v: {* Z y9 D# N) [; ]' z. V6 |; @5 u
6 c9 g8 n0 x0 v, G1 Y4.2.3、输出电压纹波:
4 g! C( a, B6 ^% R/ {* u# [
% l+ A1 g/ ?& N$ e+ o注:纹波及噪声在1.5m 24AWG 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。
! Q8 N3 f- E# s0 I8 d& r3 B
1 W* R x5 n5 p3 I& x& l. a
" [$ }, Y ]7 n+ n
R&N @ AC90V/60Hz,No Load - L* P9 j. l: v/ X( s- `0 _
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load % `: m* }9 d9 w" w; ?
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
: P$ L: t* l1 ^5 a) ~ h
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
0 f' T% h9 m7 |8 A {) A; K/ k4 P4.3、保护功能:
$ _5 S" J* u% B0 [) ?8 j* s6 U7 @) g' U, u: S
以下涉及过流保护、短路保护的测试。/ H( w+ p1 p% E- z
9 _, j: |+ c/ P5 {: T0 q
4.3.1、过流保护及恒流特性2 u8 s% W. u( n1 y* U
. G& a4 m! Z1 U# p
. {: e& \' ?, S J3 ?3 T
4.3.2、短路保护:
7 K6 q! m$ `6 p' ^6 m3 H. Z
. S& b: ^ k* `# S% l功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。6 S9 B" r* j- z! N
' t. s/ C8 o% ^1 y
$ n: `# J! o, m8 v" A1 c4.4、系统温升测试- v K7 G" A$ Y" p7 V s
% W" U5 a' i+ i q4 d1 y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。: q2 ?& k+ x6 ^" q; s6 D% w
2 x+ Z) g) U/ s4 b, ~8 U
5 ^& Z4 S8 x; W测试样机及配套外壳 1 i! |' r8 V' @. n3 ~7 |
9 i$ u$ F# g7 R" a0 z8 U1 `
温升测试:2 t5 {3 D8 d9 h* X' k$ O
/ ]/ O2 F+ i* T* i$ b
4.5、系统延时时间测试:
& z5 Z% _8 e0 W, D& {" u% X9 z, F$ ^* N0 B: g" _8 w
2 X& _8 s) K' ^6 O
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
4 c+ e0 s1 B# r3 X! e
TON_DELAY @ AC240V,100% Load 2 p" h7 R% r+ X& e, k4 b7 P/ K
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
: i- M: h- K3 D! [4 q
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
; B1 W/ K$ ]$ u6 V1 D
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
3 a2 p# R* N0 Z' z
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
; C- o* N/ k n1 o) D% ^4.6、动态测试:# b7 s4 X F2 Y: Y! p
# T, C9 L1 [' \3 d注:输出动态负载电流设置为1A 持续5/10ms,然后为0A 持续5/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/us。4 s" X) J- A7 j8 ~6 g0 k. G' U3 J
5 C# `) {5 P; v5 [" v 9 X$ } I) G' P; _- n1 p5 Y, r' a
AC90V @ 5ms ! O7 X/ W0 j J7 v" r
AC90V @ 10ms
8 @5 a1 K$ w8 g
AC264V @ 5ms * X# b, w! H. ~. i& K9 A1 {
AC264V @ 10ms
) ]# L* \1 h1 } {! p' v6 x9 y4.7、其它重要波形测试:3 h0 o3 }( } ?; Q! {
/ k1 g0 [- F$ a8 Y' [
DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:+ z( v& e3 \+ U; ]( V3 E# c& p. [
# m1 Q/ K8 M. w- [; |
AC90/60Hz,100% load 1 ?6 V5 P1 `) E9 A& q% _
AC115/60Hz,100% load 2 D- [4 V2 P1 C" [# C8 J
AC230/50Hz,100% Load " p# F$ G. N5 q. R1 ^1 B
AC264/50Hz,100% load + G+ I) E- {% c8 F4 z$ M3 Q
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
7 j2 P7 l: c6 [: z+ O; U
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
; ^$ Z1 E: e3 r5、EMI 评估测试" T& |1 F6 S9 R7 B7 |/ d
2 P2 M! K5 V) u0 Z. `3 E4 O
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
$ ]7 e. v5 P0 N' B$ w+ D输出负载:功率电阻;# _! W* e, ^$ a" O4 F
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)5 X9 E8 |7 t: ]) i; h; U
& K- z' z7 ]) L
AC115V/50Hz 传导L 相 . H) r8 h1 n6 B: A8 b
AC115V/50Hz 传导N 相 ' w8 b) c l ]& I" B! w+ C
AC230V/50Hz 传导L 相 % h0 H4 l8 u- m
AC230V/50Hz 传导N 相
+ d% i6 Q: o* i6 W9 D
AC115V/50Hz 辐射测试
. z% K$ k0 |$ p# L" c* ?
AC230V/50Hz 辐射测试 |