本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 % i# O. t8 ~. C! J5 Y) A
, f+ F2 J+ p3 k R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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接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!6 O& e3 N% O; u2 P
0 F9 c5 |1 f- m Y/ Z9 r* J1、样机介绍
0 W8 z/ r) S$ o1 L& E- i
% w' n% ~' Z8 b; t" r( e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。
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7 \* y& }% {9 e + l3 @; F# V$ `4 W* ?; I3 p
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图 # M% X0 s. P5 r) l2 y
CR6267SG0 c& g6 r0 O' }, o$ M- B: b2 v/ f- V
1 x) q. ^" z/ }- v- z5 E# Q/ F
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。
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4 G6 c' T" E+ K$ S- o4 H DCR6267SG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。4 E1 ~# _2 B6 T: H+ w0 @3 J
3 G7 W+ @/ ?7 ?9 E0 \
芯片特性
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% H% f J5 t( T7 ^% l3 d6 Q3 w● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;/ n+ K$ t8 N! U. e9 P4 [
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
. C. \; `+ `$ F8 M● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;" K3 S3 j- }( Q5 g) j* x7 s
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
/ }( \; C/ [/ A8 T● 具有良好的EMI 特性;
: C% Y$ g6 s+ q( t; a1 Q● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;
: ?* e$ Y6 A" }' v6 O# J7 V2 R● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
' n% j7 F. G) ^5 g; C$ Q; g0 V● 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。* q h L5 m( e
% {9 J# j9 C9 E/ j' [
基本应用
4 h/ j9 J" {. H( p3 E. I, ?$ A! i& g, U$ k# h6 W/ o9 g m
● 小功率电源适配器7 O, `* H$ d& F( C
, J' o7 l9 [1 T+ r. X& u4 A8 R
● 蜂窝电话充电器% M' E @% b$ \+ q" s* X, w
+ s4 ]* s& U( P6 a2 N● 数码相机充电器
7 n! q# s" Z5 H" |( }6 F& g' k) ` I# A7 R& [- j0 B+ e& r
● 电脑和服务器辅助电源
( s7 r; q! r2 l. s7 u; E3 [* d/ \. p7 j; C& W8 n" A
● 替代线性调整器和RCC
. x- L$ Y* J0 S( M3 C& s, a5 }
* v6 ~6 x# b% p% s引脚分布
. ~0 |6 T! f1 Z2 I" h, f- }& q3 n7 g9 r
引脚描述4 w9 Q' y3 v% v) D4 g* R/ N
; W/ \% k1 a/ W0 i& w) m/ }. P% _! m# I3 k
典型应用8 g: P0 N; H$ i4 P+ r
# Z: c7 Y! O; u# {+ ]' d
; ~0 ^4 Y- @$ h: ?# r. ~: @: ~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。
" b. _% F4 `0 n3 ^# y" P
1 C4 N4 `/ [( H8 T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。
! V' r) L1 b, U2 A- c# n+ h- a1 a- m# K: |9 W/ D0 s5 d2 A
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。
2 K' t8 I) D9 q) A F Q0 C1 I1 N5 @4 b5 F2 C# h# {# L
2、样机特性0 Q" f/ q' R' B0 s9 `
' m8 Y- C) C( R. m6 m7 \, g' f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。
: g# M- N0 c+ u" H [7 c @6 L
2.1、输入特性:6 y+ o L7 k$ C; E2 p, s
! ]3 W: l; e$ k9 f$ C' C4 n- A$ L {2 F! K' X
2.2、输出特性(PCB END):
$ F* e+ g0 g2 J- j, z0 M
% _0 B5 Y% O5 e# m2.3、整机参数:
( x7 J# r; R, p: _9 ]/ j) }6 @# R; d- C8 u1 |, y6 F" l
2.4、保护功能测试:1 v9 k. r7 [( ]1 v
4 w& T1 d) S+ O6 {0 Y- Q. K5 a2.5、工作环境:' s& d7 k* S1 H; b
/ ?2 M7 H$ M* |0 p. u8 s7 p
2.6、测试仪器:
/ h5 d! ]+ n. L$ p8 b d+ G6 l( x3 j
3、样机结构信息
$ }7 Q& N3 T/ ]0 z% ?; D2 K5 e. i2 e( n
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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3.1、电路原理图及BOM:
# ^, z' k8 \4 X9 C" `7 Z5 }2 t2 [6 ~% A0 P& f- D+ R+ G. Y$ T4 z
3.1.1、原理图:9 y0 n% d- T1 r$ A2 x
; @# \: h9 _; H
& q2 u, r# a( o- r$ t" L1 F8 }
3.1.2、元器件清单:
; W1 k) o0 m* a
9 Q) p7 `6 m. `8 @ ?+ @6 S) g8 T/ l+ I4 ^3 k
3.1.3、PCB 布局&布线:! E% @6 {3 J X
. E |" X) t9 C# s% k G8 Q
PCB 顶层布局&布线
" M; N/ M: c# u- q# d7 w' P! l _
PCB 底层布局&布线 1 G! X4 K1 V @* p% @" M
3.2、变压器绕制工艺:
1 U6 o+ W( v' H4 H8 r7 f7 T
; k9 J! e3 S9 H5 M+ r3.2.1、电路示意图: L* G, q0 `- I: Y' f" n- r
4 c% e. ^( b# ^" o- j3.2.2 规格参数:
( F$ a; D0 O( a# o' U# h; d/ i, N- z
* i2 ^) J( m3 a8 P( N1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;% ]1 G1 E) E! O ^ @
2)材质:TDK PC40 或同等材质;6 S8 ]* B" W' X) K8 F
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;' g( T5 e9 a8 Z4 p1 n' H# z
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
4 F, ~0 m2 t! w! J3 h0 d$ @/ {3 E- A5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;3 R" R& [0 }$ Y( R2 z
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
# X9 x8 K s, _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) D2 a+ l5 U, t1 h3 c, s8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
4 z2 D; h9 H6 \5 a9)成品要求:浸凡立水;# Y7 g9 k8 ], i
3 b% w# C, O9 y3.2.3、变压器参数:2 n1 v! F7 j+ k/ @, [) C0 U
) P: X1 D+ ^2 l% I) }7 a
) D0 F6 o) v% M K" M
3.2.4、变压器结构示意图:2 |- M# D/ w: h. X+ d
- o; i2 N+ r# k+ t; ]. s+ y4、性能测评% r8 x7 G6 B& T, y5 p
u; `, a4 `, ?3 J% G3 h4 Q9 T
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。
9 a; @, v4 m1 ]" i. m: H2 O g1 x' @7 P* N% w# a6 Z8 _$ `, i1 t8 q$ V
4.1、输入特性:
6 ]* ]; f" n: ~6 G* S ~& \% | B$ |4 g8 I f8 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。
% x9 ~- S6 X4 I' m- r, b% }! @
( n Z9 j2 M: s, o; p表1 待机功耗
: w6 f$ n. K, N4 _; B6 q1 ^
6 C2 V" Z# q/ y4 w8 V' |- A表2 输出100%负载下的输入特性7 d7 U4 j& J# i
$ `" Y* [+ l' q2 H2 m$ O. e, h' |% r, N
表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
' t6 i* F, M# W0 p
, m) ^2 I* a7 r1 B表4 效率测试(PCB END)
' v# }. W& K6 }* [7 c1 K7 J1 w0 N7 c
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
) H5 Y) n k7 Y+ E5 y5 b% [* [3 h1 @! K. J. n3 a1 Q8 D
4.2、输出特性:
0 w* d2 R" I; e+ B2 W5 }
0 d2 `" H: v, h" S$ o; z- J4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)- g2 V: i; a- d6 i* [
( R9 @9 }5 ^' ?. e2 a" ~' }( A" r( u) g
* U. G C Z9 e) q! S$ v2 F4.2.2、输出恒流特性:0 Z$ d! B: z9 X. O- x! L6 z Z
i& Y1 F5 O1 r" N, Y6 S7 \
. P8 q+ i6 P4 W/ D7 @
4.2.3、输出电压纹波:
! X2 a- i$ p; [, g' k
3 x o( @& O) v. v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。
: Y- n4 K6 S; J2 g( a* N+ @6 h- h
, }+ T; i+ V% ~4 C! E 7 v/ w3 {* m2 s! J# d
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 3 e, {0 E+ u2 w' y. k5 n, k8 Y
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
|/ | ?# u7 F0 L1 s! [
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
' [& B. N# Y6 Q6 c* Q: i0 @$ C
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 9 l6 I1 x) t' t n
4.3、保护功能:' T6 r+ f4 c5 Y. K8 n6 U0 _
w$ J9 k+ `- s) ?
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ S' ~: Z/ f. p. [* h: ^; D& |9 g# _* X5 ^: W$ [
4.3.1、过流保护及恒流特性
3 l7 Q3 z0 N- c* }0 ^& i9 e) P
5 L, \7 Z6 a+ q. ~ b; b' k. }. \- F- @' J( J8 u, _
4.3.2、短路保护:+ A' d. g* ^* ?# {/ N# h
G( x1 e) R3 G- D2 L& u功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
8 Z+ Q% {) b g; C R4 r! E0 E* g& K* F" V) a
" m2 P3 d) B3 B) z/ r$ K4.4、系统温升测试2 _$ G4 V' P! p9 C
5 P( w3 U' C x, v7 R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。
! _' C* A- C) _) O$ ?
# o% [1 { m7 L8 U6 w5 H
1 A* }$ l o- T/ q测试样机及配套外壳 / o+ c+ k9 Q! h9 \1 h; T. A
. d( Y) H! [1 m0 F6 a温升测试:
D/ J5 D* v/ b) l4 v8 @6 l1 s8 \
4.5、系统延时时间测试:
. J8 U6 a0 S" n& F! w& N1 [: N+ \ Z- h1 L" \6 Y/ v H
. G: E, U2 |; P Z# O
TON_DELAY @ AC100V,100% Load " R9 s$ n3 q: X: |* T% l4 @
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
u& q. S0 c* B% i' Y
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
2 x9 z/ {" ^, Q* J5 D4 x
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
$ a' l3 m% y9 b+ E
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
5 d. o1 w. T. z/ g
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
5 b6 {4 l+ d1 [2 `9 H4.6、动态测试: U8 p0 _; ^1 A2 T0 Q# S
1 V, J& h# m9 \% E. \0 n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。9 u1 M/ K5 J6 R; P, f) U3 N
+ S/ `( b. M) }( J
( g1 [8 Q5 [; E* C. G
AC90V @ 5ms 9 Y3 ~: P. \' C8 h# e9 ]) ^8 ^
AC90V @ 10ms
# D; e8 _( r' c C# o. w
AC264V @ 5ms
: z: N/ F$ X, d8 [) f! p
AC264V @ 10ms
$ C) F4 o& ]1 g3 ?& Y! h+ b% y2 B4.7、其它重要波形测试:& R7 R5 W7 H: Z# x
1 Q& K% c6 T& _9 |DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
$ O# p" b; R6 d3 `. d
8 I* l& Q$ i; H5 ] Q7 r6 c4 }
AC90/60Hz,100% load 7 l* m4 k2 k8 U- s% r
AC115/60Hz,100% load
3 j0 R, P b8 V3 C+ O/ I
AC230/50Hz,100% Load
9 [7 T4 S" \) A2 _* F+ U
AC264/50Hz,100% load 7 C& L# I8 _, h- c
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压 ! t) M5 F7 Z0 {) g. H( p* K
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
: ^/ P" Z* s" R% j5、EMI 评估测试
" u& {* { y/ p( ^* r, v& T* A7 U' y/ v9 V+ d
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
. z9 T/ j4 S5 V3 u5 R输出负载:功率电阻; ~$ Q k* d {0 X
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
/ q) G5 }6 S% n& m+ [7 ?& b# f* U* c, c! m. z$ q/ [# C3 r
AC115V/50Hz 传导L 相
7 x3 `: ^! d! {) f! u, K
AC115V/50Hz 传导N 相
# @. Z; z9 W' [* g. `1 u6 y
AC230V/50Hz 传导L 相
6 b' ]2 e1 |) L i6 I7 P# u
AC230V/50Hz 传导N 相 : _8 s/ u2 {, Y/ W, N
AC115V/50Hz 辐射测试 ) g. {. i. }& v1 b
AC230V/50Hz 辐射测试 |