本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
7 \, A5 m% p9 k+ B1 R6 S4 v
+ e! Q+ ~$ f3 L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。1 a5 n- t \+ Z. _7 s% R/ K
: B) V0 u4 l/ W01、样机介绍( {3 p: u9 G& Q" k7 S
" r5 Y- V% L! A3 U, q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。, m+ Z+ c$ W& R% _
& F9 c M7 m8 O5 m$ B, @
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 + q, W& y6 K3 F8 x; }
CR5269SSJ + a( t, p' i6 U: ? U: Q1 d
/ d0 [. G) U% X: r9 CCR5269SSJ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。
2 `1 n- c" p2 }4 j9 q& f4 [, Z- W3 V/ y6 Q H: }
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。6 o& A* Z0 v2 a; j8 W- o4 O/ p
4 ^& R0 j0 _: {( ~6 D7 u( N- nCR5269SSJ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。/ {/ R% H* s5 B) _
$ k& J4 u& u: u
芯片特性
( E* N: B! n3 G8 f1 D3 R& E) |0 G: _+ c' I
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；, T) c* d* M$ c3 @
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
1 I* ~" } a, ?2 i# n0 t● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
9 K% l/ [" {0 b, T● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
8 {: {) W4 V- B/ U( u% g6 R● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
; ~3 D- s% K5 l/ e( ?● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
8 F7 T( Y9 M$ v3 k0 |● 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 c+ p) R8 H( Q1 E0 @! o# @% s" t3 O- I9 z$ d
基本应用
) ?- g' z1 j# O2 j2 K0 p7 }1 y
# N! n; |1 ~0 w: [) m● 电源适配器# G! R! ]# \) `1 L$ k1 d
● 开放式电源
* N# x2 B& u8 f2 x9 }+ T● 数码相机和摄像机电源
7 [( K0 _* v' s. n- [9 ?● 电脑和服务器辅助电源1 g$ G: [- t5 l9 F2 z
● 机顶盒电源
* U6 J; x7 o& Q* b% B) a- F● 掌上电脑电源
$ G) \5 H1 U* h( p6 i3 i, l' y" I1 }- y* @3 }: J" L$ W8 H; d, a
引脚分布
! }. Z& o6 w5 A9 R4 t! e0 {& A6 b; U
& x! s6 }* C) Q
引脚描述
9 V1 t; L" S5 w4 q& {9 V% f! X& b/ D2 E) n. C
1 o6 ^; c3 N: |0 }: Q% n典型应用
! M1 |5 Z+ D. \2 k1 N9 D
; a% D& @8 z; _CR3017L芯片特性：7 M1 X. g+ @% D! _' o# r
4 j1 S( o5 ~, O i2 [% ~5 ~7 P
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流7 i6 ^4 t% g) X+ |3 w0 Q# e7 r
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
9 \$ l) l @/ ^2 D4 W( C● 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。
* P; q4 O5 {6 s8 q* b# J0 {1 e: I1 E: z: a" Z% v
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。' G6 V1 I. l7 E7 B. G: o
e0 n, E1 L9 b
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。
0 G, K+ a/ J8 \# j, |4 ]( d) y' V+ t7 g1 ]
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。+ B) x7 e% z: Q8 A [. g; I$ Q
0 X3 ~' u: W; U5 _/ F; U
02、样机特性+ G$ Y6 M" b8 ?
) t; d; M0 x, D- y! O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。
# I: J ^" u3 K6 W# Y* r7 R. D0 n8 g
2.1、输入特性：5 C( g! C' s% B$ S& m7 I- H
6 W9 ]! S7 l. ?5 i* s+ T
& \: K5 u+ R! \4 @
2.2、输出特性(线端)：
( g) i: u$ v! p* V+ F" I) O9 T& K5 w% A8 t3 b$ g
2.3、整机参数：
( M+ A$ k3 e, `7 g- E. k( J- }) l+ \ y( y" w# }$ w
; _4 f5 x- w% g+ |) I$ e) z3 g2.4、保护功能测试：1 C4 |0 h! }9 x% Z, E5 j# a" C
/ R- ^9 N/ `# J( _! p( u2.5、工作环境：
T+ s- h# X; @& Q8 f. f& P
$ D# e3 A7 v. J% J0 m6 p2 A, q2.6、测试仪器：; {" X. Q/ M" s- m6 y$ C
4 A1 h% i. Z2 P( q/ k03、样机结构信息7 W5 q# a K( r
% W T1 z) H6 M7 A7 ]
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。
& Z9 f1 _5 [2 U( m
* P1 N+ g7 s- d+ i, I3.1、电路原理图及BOM：
/ l0 e0 _0 K# ]2 N2 g- `; N V/ t. {; `9 `3 m8 \& I# d: j) S: I" @; a# \
3.1.1、原理图：9 ?( A8 @: j& J) L6 @. E
. ^7 Q! F& n$ b) \3.1.2、元器件清单：! J4 J, r5 W$ C- j. m; Z
8 k- u( k8 Y+ }- e8 r8 e5 w2 H) p. a: x6 m0 w, L
3.1.3、PCB 布局&布线：* ?' ?0 [) r4 z% f/ W
`& t0 v7 o3 R, i
PCB 顶层布局
# K5 y1 Y6 E/ {3 q
PCB 底层布局&布线
! r- ~- G; M# Z# h8 ~: v! D3.2、变压器绕制工艺：
& Q* b u m2 I+ k" m; R9 r. l2 T! B/ Q+ I `, }9 W
3.2.1 电路示意图：4 X3 L4 q6 Q% y1 ~& W! Q8 Y
! q3 S; }: S7 C+ Z3.2.2、规格参数：2 |& d# \) F' u8 L' g& c P3 P
. U: I( e2 L$ Q( S- v1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；6 M0 m. N5 L4 F! F7 h/ U9 H
2）材质：TDK PC40 或同等材质；% e2 q$ L; A* r6 `( ~5 w0 L
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；4 w& C# [. O) m; d
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
3 L. c+ ~9 E3 W5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；: A6 Z+ L2 ]7 @! ?4 J5 ?
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
4 \. a; E k3 A* U% V( @ z7）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）)；
; u& J( Z8 Z8 e6 C$ ^8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
% B( I; |+ g0 ]& |9）成品要求:浸凡立水；
* P. X- P5 c. ]. Y' G5 w; S* ~, p. s! C- @! C# q
3.2.3 变压器参数：$ B! ~8 T! x( f+ M
2 m' m5 C8 F" _# ]9 A2 a
8 N8 I' D6 U# e2 z* N! r# Q3.2.4、变压器结构图：1 J3 T* u8 Y: L& u: }
+ q( c# D% Z3 r: c. o7 u d
04、性能测评
& l7 A$ ]$ u3 B, C
' q) G' m) O! i, g0 r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。( ~" B) U$ A) e9 R. E3 M2 Q
; j5 u: ?6 e: V( h* S& A. F4.1、输入特性：
; @8 C' C/ k" m# R# m% K+ o
: I; |. e- f w9 c" u- _7 ~" d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。8 m8 h; s3 o# |! h$ A
% M' b6 y' E: N3 O' }
表1待机功耗5 L4 P3 i# j+ L
% p' m+ g C% r6 p3 k6 G表2 输出100%负载下的输入特性
3 n% T: r+ m' z, t- K" O
1 q7 p4 U: `6 Q0 i
& j( G& u% B" q5 n1 s表3效率测试（PCB 端）
6 j( O( ?: |8 w
8 A, O( Q3 L" ^表4效率测试（20AWG 1.6m线端）; m( @) S7 _7 ~
0 E9 I) S" s/ P3 Z/ o6 M
表5能效等级评估（线端）/ k1 E3 Q( K5 q6 N c- n
0 h/ x% W' w3 T* n' n I
4.2、输出特性：' N& k) F; K! g8 Z$ `
& }6 H% }) b0 m0 A4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
0 V2 R. p# l2 X0 p% ^$ G# [' Y& ]6 U; ]7 L1 R
4.2.2、输出电压纹波：
4 b6 a" p* K* [# v+ A* T$ x" d
3 q) T; f! r. k8 ?5 h6 I1 O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。. A, S* |/ x6 X9 l7 e& P% P
6 b1 v% ^/ d4 u5 X) T% V; ]! U
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 7 A& A. y9 d1 T1 k" c
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 0 K$ N' W2 w" O+ i' E8 Z- v
R&N @ AC264V/60Hz,No Load % m5 I# W: L, M5 D# P
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4 F9 Y. F& N5 y2 E) T, K
4.3、保护功能：
: i# E: }1 b! r' m: @2 M. P Y& [5 P2 }* a! y" |3 d
以下涉及过流保护、短路保护的测试。& h) Y5 g8 \9 U) v' y2 d1 B# I
) x1 N7 J9 Y7 \: G' @4.3.1、过流保护：
1 T4 a5 D$ }" k
" ^5 P& l& x6 ^$ d. e4.3.2、短路保护：3 y, D) E7 P" \4 ?4 K5 }6 G4 J
. r8 |1 Q1 z" p' N% A1 O功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。, U& @. m1 Y) }; R+ \* z3 Z
% | e) Q" u; P2 ^ H
4.4、系统温升测试
$ I8 g( K# ^1 \% J" q0 h$ H
3 L J7 _5 b0 a4 |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。
3 P, X2 b6 `7 v& [- J' N! E8 n; @: K
' |# W) G" R) q& P& A) K
测试样机及配套外壳
9 Q1 I8 K; L$ K% {! Q
" K. H$ r: \* z0 P4.5、动态测试：
6 f. l4 y( N; F6 c, Y/ i1 H) |; H5 S) }# T
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。7 r' y% x, b B, l9 S$ v1 o
" L& d/ ^; ]9 t( D
AC100V 5ms 8 l. c' \1 i2 v7 K8 M
AC100V 10ms & i8 u& K X) y8 L2 m& x
AC240V 5ms
( |9 [- z. E- l9 ~6 G: |
AC240V 10ms / @; W" p V7 h1 a/ S/ j, A: x
4.6、系统延时时间测试：" e u8 H" J- T" I/ ]2 S
, Y) a: |9 P5 y* K! T% z! D
$ W6 i4 Z( [% N. H
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 4 `& n% s7 X* \3 U, ]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 Z. V9 ^% c `1 l, x, {
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
' w3 t* w* J- Z
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 8 r6 s5 z& i; x* s: e; h3 r- q5 n3 z
4.7、其它重要波形测试：
- o) l; \9 w+ d6 U& q1 f- k5 q) z) t* H8 y; [( \
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
) [8 Z/ q: S5 B
" K( K V; A& `1 o) `& y
AC90/60Hz，100% load % D6 T4 k7 a6 d/ e' i, x
AC115/60Hz，100% load
' c7 E, t. I0 J9 a" } A
AC230/50Hz，100% Load 8 [1 b* v! _+ h1 U( N/ t% ?0 Q8 Z
AC264/50Hz，100% load . @# f3 U I' \9 s; `% B _5 t1 _
其他波形测试! F! J$ `6 S/ ~/ E
: H, X6 D1 d4 C$ f
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
- x) L1 q" c# n2 Z! k/ f8 j, u
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
+ n; L% S% A4 [3 h Z' K% R0 n# V( R9 A: Z05、EMI评估测试$ y5 M- L) ^. a0 W( S
. h8 z1 R' `9 I" Z9 u/ ]* ^; v
测试条件：
+ ~5 I# [$ \! J% |输入：AC115V/230V/50Hz；# Z& J" [/ S+ Y5 z8 e
输出负载：使用大功率电阻；
, H/ [( B; M! H% Q5 F% r: w* m& g. W限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）+ P$ ^+ S0 D$ R* T9 {# {
AC115V/50Hz传导L相 2 G" t7 i2 n5 h K: W- W
AC115V/50Hz传导N相
D& J, w O1 r# D4 V
AC230V/50Hz传导L相 2 F' [( @! o: I9 v; R
AC230V/50Hz传导N相
4 k% A4 B% g$ O3 r; C6 Y! r# t
AC115V/50Hz辐射测试
$ H+ W; D/ B1 H, b
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