本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 % Q [# O3 I9 x0 O$ u0 h6 d
/ F9 i! i2 W3 }7 y# B在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。8 g I4 E. c/ U. o8 S
; q6 e6 W4 Z7 n) w2 \
01、样机介绍
. v+ ~. R0 F2 L$ l I" P/ i3 ?" u
. X! x- m8 R- v( l' @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18W，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CR5269SSJ和CR3017L。
0 p! a g7 u" i* T/ b: i$ K
! e0 A0 }) c8 |9 I: c/ x
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
: L- S2 l/ x* |CR5269SSJ
& @( l" Z( |, C; S9 k! v+ H' I$ R: K! o6 s
CR5269SSJ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，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ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。CR5269SSJ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。
* { a1 m' S$ b6 U ?4 J: w. b7 i) `) j0 D# T+ b1 L* Z2 l
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。+ Y: e, e: d) s7 Q6 q
( n) u0 @2 v, e2 K! m5 Z3 ?) ZCR5269SSJ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。
3 v; g/ G. R) h& X& t H) {! c c" J- ]5 U; }
芯片特性
/ I: C9 ]! m2 S; t: j& ]6 e, _/ z
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
6 s5 z7 m% |9 F$ i, U( Q& Q5 c6 ?% x2 j' V● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
* m8 R& t0 p1 E8 u, Q: J: h● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
9 m3 F/ ~: X8 U# E● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
- c- N! P3 T9 Q6 O J6 k! Y● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
' N9 J4 e+ }) [' V N& g. j1 n● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
1 [- G0 G8 R4 K; r9 Y% _. D; L● 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。 F# i2 t: l6 i R
. g6 @$ @$ a! q7 D基本应用
$ X# ?% V1 K& w1 p6 |8 U Q x/ @& ?
( e4 L9 f3 x& f! ]● 电源适配器" n! g( ~3 v) s, G
● 开放式电源5 u8 o4 }. w u2 a6 h: ?
● 数码相机和摄像机电源: [4 r9 i2 k9 ~% v8 {
● 电脑和服务器辅助电源9 n7 |" f/ V- D! a0 u
● 机顶盒电源
r' y1 U7 X/ [5 X● 掌上电脑电源! j4 B+ n& D" l$ K6 ~8 \ ?
4 _& J! d! J/ g引脚分布1 X9 s: J& ^8 i8 v
3 J! E- O5 L8 `# b# a- W3 T% M9 H! X& a4 x" d5 J. Q+ V7 X
引脚描述
' k" n, O( m! Q5 g( r
$ f- ^& y0 P& V- c e6 _, [, C4 l, z* ~. T3 @% e9 F9 ]( ]
典型应用
% {# \1 l; V0 B2 f, f4 S3 L: z' \3 X: c! w
CR3017L芯片特性：
9 ]& v& v7 I7 _/ g+ `
% \/ f9 Q3 S) o9 w● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流/ N+ m: r4 P1 _9 o7 J) m
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
4 t7 F* y3 [) F5 G, G% r, |● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。( A; n' {: c7 b* M
4 i1 R+ S" {. C x
样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；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。" U% J* B' P! O: K! d2 [2 J! V" `8 s
$ Q# `, x! w, D8 V, d
样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。* c" m5 ?% ?' d s
3 @( }; d! a' ]4 J1 U1 s样机的变压器，采用了EE19W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
& Y, p: A- |2 d; {& z4 }% k+ g! r2 h6 w' l S3 ]: q& |8 @
02、样机特性8 x! f5 S' r. s
p3 h- B, o( I9 K) b+ N% a! W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。7 f) C; d2 G) u5 A) q+ ?- b
% u- p- D. u2 f7 p
2.1、输入特性：
8 o2 }5 o: |6 Q* L4 i" \
9 D. Y/ A) k/ X2 B+ G/ b* E4 c
; P" `! b: f0 z$ X% ?# r2.2、输出特性(线端)： z5 o( l: w1 h
8 k8 T) Z7 I% J4 ^9 x2.3、整机参数：
+ t0 B2 h( c" ]! w& B0 `0 I& y7 t/ x+ A+ j
, i$ U; _7 i) ^* x; u( b: @2.4、保护功能测试：
1 u& a2 q2 \8 `/ Y0 t4 A I) f3 ]2 y/ y
2.5、工作环境：
/ {6 s& O3 V b* e
3 L# q! G2 e7 O3 o ^4 {7 H* D2.6、测试仪器：/ k- i3 Y6 j: [5 V; g
) G" g; n' [; |7 Q! o6 Z
03、样机结构信息! A3 ?0 M3 ?% b' w: ~' ]/ n; _
1 d8 Y1 m# _ L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。" u* a- l- ?% C' Q( M2 m& a
9 b+ w' I6 Z, H6 Q) G( J( P
3.1、电路原理图及BOM：. Z6 V9 D0 {! ~
) J! h( H: Y9 I+ r/ }; j- W3.1.1、原理图：
$ e8 F1 X1 N; U$ v/ ^
k3 i3 a7 ?4 F h3.1.2、元器件清单：* R4 M# G3 e" H: H. Q! s
4 s4 \% ^9 s# B2 t Y4 V
6 f% f8 b0 R- k, j! A; h3.1.3、PCB 布局&布线：
" T4 ^% j+ {" f. y( y k( z; Q# c5 N
PCB 顶层布局
- _# w1 X9 k; [4 N+ G/ g
PCB 底层布局&布线 0 a8 P- d/ y( z
3.2、变压器绕制工艺：7 F* V9 p& |: k# q% j$ `# q
) |% J1 t3 y6 g7 M4 Y* P1 \7 m1 k& [3.2.1 电路示意图：
+ n4 i# m" e: {7 S3 _8 h) \
! D* F+ s* i6 d3.2.2、规格参数：
% t$ n. V+ I! Y+ |. x) u9 X% u/ g, l+ z- l
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
/ r' s3 S! f: ?3 y4 x# c, |% h/ H* F8 s2）材质：TDK PC40 或同等材质；* ~* r8 f* y+ \3 N( ]8 a7 J- ?
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
9 F4 Z5 g: Q6 j4 t# W8 G+ n4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地/ J4 s3 R7 Z' Z) e
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
- y" y' X$ Z* h r1 w" H; _+ i6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；0 Q' ~3 Q Z& u
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）)；; Z( C$ o& W% ]) ~$ j( t
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；$ s5 S3 {5 x+ h7 O8 p
9）成品要求:浸凡立水；
6 \$ N) N. P& X8 {5 p) I% @
! j" l8 K1 ^% y6 c- {7 ?; j3.2.3 变压器参数：& S7 j. K/ z7 R
' H9 A8 E! k; L! ] ^$ C
+ ?7 x5 V2 F0 u3 {, A
3.2.4、变压器结构图：/ T) [6 a. T& q; v7 }- A6 R1 E4 W n. j
$ r' q( M* D; Z% T04、性能测评0 D$ D' i: w& Y, j& v
0 c/ U8 d' N1 D* I1 d* X) Y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。
- @3 K, m* c) J9 Q/ _2 _
' e: h7 n0 C7 r* M: ^4.1、输入特性：2 W4 O0 Q7 D' h
6 v$ i# [0 a6 P: i/ }4 m6 E
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。( Q; z4 [) v/ |( X# q; H, y. I) P' v
: ?4 P. x- e8 u `7 i+ b表1待机功耗/ K1 w. Y# u" U
- m3 o; E/ T2 P, X表2 输出100%负载下的输入特性3 D# ^2 J1 I# z0 {
( \* f2 \; S; M8 ^: T
, ~ p# o; d- j8 O/ i# E" |$ a表3效率测试（PCB 端）
& Z. P$ J% t0 b' `. E# H' q, v. \
: \1 k* ^& W6 q) ]表4效率测试（20AWG 1.6m线端）1 q) h( d/ l2 M/ N- c
- d5 z! e" S' d( ^% A表5能效等级评估（线端）8 _8 `* X; l- y1 S+ s$ F
9 R. f+ f( N3 L, r
4.2、输出特性：0 i% s, r. a; z" W' `
. b7 c0 M+ @# n- v% o5 Y4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）9 s$ C/ h' s) s/ o) M: I
# J0 q) U4 j* P* j* H! o" |
4.2.2、输出电压纹波：' S* V3 q. w1 ]9 v
5 V* d' B# C. N5 T, m
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。5 R5 G0 G5 C# L* ^) v( i
2 c' W0 ?: I/ [4 a+ |& p
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
3 Y1 C1 ?3 z8 C5 q" q) R" V
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
- \. O9 \8 t2 [% o
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
/ B, \/ x; A+ D6 j% }
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load . L* i: z0 ?% Y5 s' w' Z; l
4.3、保护功能：8 V k7 n/ v. v: r
! C" y) s3 |% w9 M' G, j2 O以下涉及过流保护、短路保护的测试。' G* `" c! F4 q
5 g' y) g) Q0 D7 H& O- x5 m4.3.1、过流保护：
, o* O, z7 S! o* c
! U0 ^3 B4 r! \* z( @4.3.2、短路保护：. V) O {1 o. `4 D1 G& N4 Y" Q. W1 W
: b7 C0 V+ l8 h j' A( N9 ]功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
0 _4 {/ L2 w+ q4 q9 x) t" }. x3 P# x# X; |; i; f8 \
4.4、系统温升测试* b; v6 {4 v) s
+ ^9 d, }1 }" M/ [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CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。
( `8 \& h; v* u6 K+ `. n( f0 @6 O3 D9 ?3 Q$ m5 |+ r# l" n& ~
测试样机及配套外壳 & D" u& w# e9 S1 E; t
+ q0 u4 O( h& e" A( }4.5、动态测试：. L3 z. w' ?; v+ ?1 G* _. U B1 i( H
# P8 q" _6 F5 j, ]/ W9 n- ]# e
输出动态负载电流设置为2A持续5ms/10ms，然后为0A持续5ms/10ms并持续循环，输出带线1.5m测试。
3 B; _% H/ O& u1 `; F! z
7 d* f5 ~. |6 v2 h8 M9 }
AC100V 5ms % o4 P+ ]0 B( ?/ u/ {
AC100V 10ms 9 v- D* Q1 T8 ?9 ]6 Y0 E! X8 }( i
AC240V 5ms 2 O# q1 _! P: }9 {9 l
AC240V 10ms
' M# h6 D; F! ]% | y4.6、系统延时时间测试：
7 M3 S/ W, z5 e$ a- K9 |& x1 n: A7 B) K
2 C1 Z" `" E, h
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ) ]2 {- q8 i" J- r4 f1 c
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
! f" ?" `8 K! h% N, J+ a
THOLD_UP @ AC100V，100% Load - [* b) e3 a+ ?4 N3 R
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
2 H5 N, {5 Z" ~% I4 a4.7、其它重要波形测试：
( n# W q; k8 w j0 a
m1 m( W2 O4 fDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
# o1 k; `, K5 t; F2 ~- B
# H+ a5 l0 S" }
AC90/60Hz，100% load 3 z% x7 c- G+ Z+ w) @. I |5 B; d
AC115/60Hz，100% load
1 C7 l9 D% E- C/ A' O) n$ C7 ?
AC230/50Hz，100% Load
# c2 w) r0 H; G2 l) A
AC264/50Hz，100% load 0 l5 `: k) t- |9 {
其他波形测试. l. Z3 H% N) W9 b
# z5 i0 B( Z C! ?, f E
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 1 |, v4 A0 B1 h) B. \9 p9 {
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
4 O# w7 I6 ^- C J, e05、EMI评估测试
- I$ i I! D* X1 @' g& J; j! v/ f: Z- x+ I/ K2 P! o
测试条件：: \* ~) w7 H+ J1 E, d) u$ X
输入：AC115V/230V/50Hz；( G6 _# K" h* f0 \" O, L5 W( v4 N- R$ f
输出负载：使用大功率电阻；7 Q0 E3 o9 u9 L7 O
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）* g2 }6 V& Q, x% p3 D9 o
AC115V/50Hz传导L相 # J! m: O! c/ q) O9 q2 m* u* ^
AC115V/50Hz传导N相
" j/ G0 x1 Z/ h
AC230V/50Hz传导L相
3 C" F2 {2 T1 D' E) K3 A/ L6 z
AC230V/50Hz传导N相 & }. y8 ~. H" _ l* N
AC115V/50Hz辐射测试
+ @( ~$ u1 Q2 A2 ]* o
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡