本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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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。; \! S) d. p+ Y: O
; d @$ r: d9 D6 }0 [
01、样机介绍
# D0 R! _5 L' B0 B" q! s+ P3 W! J/ M0 {( o; Q. |, j3 ?
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。& a# W, Z0 }3 k# m
- b9 W8 s# p, y Z
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
( l# ^" U' ]- K! dCR5269SSJ
% [ x) i! l0 a8 z& j+ B5 Z
7 I7 ~* }; L% i* T: |4 Z9 ~- _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。1 G" J O8 W6 k0 a
, a: V! R0 E6 M# U& O" g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。9 d% N4 b6 {6 a; b
8 Q/ E1 w" s4 _; |' ?/ n, d( h2 sCR5269SSJ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。
, W2 B8 {7 B9 f i0 u
, `. |) E) ^7 _芯片特性6 _0 w7 [$ m" }) K9 |+ b3 I
2 M4 k8 J' M8 ^4 _; E
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；4 y: Z' t, x! ]# f8 ]' R9 @6 \
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
5 F( _! r8 c* v3 O0 [● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；$ i! A6 U8 \+ O* K
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW； X5 e/ n l) w, m: S6 L2 D
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”- h- `" y& v* ^" m$ t" s9 f* T0 {
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
- h. E$ D( {1 i6 u) n7 e● 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。% L8 F; ]' _+ l8 T6 s7 [
2 v5 O8 n9 M) s$ p& W: |
基本应用
. o9 A3 @6 G9 w" N; L/ u; a6 x
# n; J6 Y6 a) P/ R9 r● 电源适配器/ [0 T, K. Z5 J: G8 W
● 开放式电源" O% T$ C& n. g9 b
● 数码相机和摄像机电源
5 c' u# \! p8 y● 电脑和服务器辅助电源! ^1 E8 k8 c8 J- _$ N
● 机顶盒电源
) \, ]) b8 [: e7 }$ Q2 m4 ^● 掌上电脑电源
7 I: S$ ` w" | v/ A) @( T/ n6 D: y. \& t* \7 H" f1 W
引脚分布2 `( H2 ?' C. ?$ H
- p7 r1 Z9 ]8 ~: I! r' P# ` ]
: C& Y/ Y6 c, H0 t引脚描述. z. V3 ~# O1 _! ^! w2 P3 D7 e
& \- N6 c! F, W9 M" n
* L9 E0 v! ~) u8 v
典型应用( u N8 {8 }( a& }$ W
% L. Y A) `( R# `. |5 C% XCR3017L芯片特性：
5 B% c7 V8 q! O3 E( ]6 v0 a# e) q$ g" C7 L) D) \3 d2 ?
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流7 m; ]6 G! S) b& p0 i: W
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。* _6 h: X% l7 J3 r4 Q. v3 e
● 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。, d' K" ~- o% D {, |: j0 G
8 V! U$ s# y, Z' p$ c1 i
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。
) V; ^$ l4 W0 N9 f# a0 m6 C' s' }4 ?' ]! V: H! Z* d _4 Q
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。
$ `3 x( _# f2 c% _% ~
3 v2 F6 L3 p! i7 D) R& y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。 @( l( [$ o! {, |3 @2 V9 Z
- a, }' c. I6 }1 U: e02、样机特性6 k; s* S8 H, M5 n. J% V9 A' I6 A: Y
; d' D$ S; s+ {* ?( q
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。
; o, U9 S7 ]% @# X* v' n! j% a. t$ x" L& K |3 l N
2.1、输入特性：5 o) X# Y5 s: E( h2 v
$ e T2 u) a) l: M, P2 k
+ z1 j+ U4 `. g6 U* {2.2、输出特性(线端)：
Y% P) P$ t3 k! e
2 x2 n3 [% L& G2.3、整机参数：
' p# ~. a6 l$ b, I: Y. B; b+ Q1 a# R
) S* v8 K# _6 w: J& h5 s2.4、保护功能测试：
6 |! D$ c0 @! ?9 _) x+ U1 ~
Z" V: V" i8 a/ x# z+ C, G2.5、工作环境：: S3 [& N! ^; E$ H8 W3 U: Y
4 X; d% Q* ~0 C+ h/ [5 e) n1 J2.6、测试仪器：' L( \8 H( I3 S5 `
- B( e+ f3 J6 q& g. L: x) e& W( F
03、样机结构信息
( P8 q; Q/ B- @* X0 t# m* B3 e" r! @5 S
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。
$ q, k) s2 t7 ]' ]9 _1 h8 w
7 `5 J$ A1 \4 l# [! f( O( h; g0 a3.1、电路原理图及BOM： u5 D1 }/ M, r6 m+ S& o9 T- i4 ~
- r3 w1 ]2 H4 r+ K K# N: s
3.1.1、原理图：
9 Q/ J: @+ x- j& `, o+ i8 S5 W
( U8 q9 K' ~. Q3.1.2、元器件清单：8 I o: x* m# C4 `" n% t: G
2 H- L; A$ V& G
+ e: Y2 I. Y* e+ i3.1.3、PCB 布局&布线：8 ~* n& L. f6 M ^
: P% c/ @6 W# T* ^: N8 Y/ C* W9 M8 G
PCB 顶层布局
- r, A" L, k6 s5 k% t
PCB 底层布局&布线
7 t$ I3 S. j# F% V. q3.2、变压器绕制工艺：2 X( C9 {% P$ ~9 C
' I+ S8 C8 ^' N U) _" i
3.2.1 电路示意图：% H$ k& g' j, G( a! H
0 u" _* m! V/ b+ ~( c
3.2.2、规格参数：! }9 s8 M2 Y9 Z7 `+ e
! v; ?- z5 n) U
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
3 N- H: d/ L. f; C' @% s0 Q H0 c2）材质：TDK PC40 或同等材质；6 i0 n, S8 y9 ~: X$ G) m
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；: q! u6 A2 Y; g# p+ l5 N l- M/ H
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
( S6 | }6 n- x5 d5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；$ C4 I) N- T4 b: T& B7 o4 p% a2 Y
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
, P- U2 R# F$ y4 Q2 _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）)；& |6 b# W5 V0 t
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；9 v$ c1 b" q2 i, ?! V3 {! E
9）成品要求:浸凡立水；0 Z) F) a$ X! K, q- j" a( P G
" Z/ T. f6 U; H6 M
3.2.3 变压器参数：
/ v. `. _! L }+ `& ^2 y9 C2 G2 R. `1 G) d2 k9 I0 c
8 h8 [. l E' F4 q( V; q
3.2.4、变压器结构图：$ U$ O' c9 c2 j$ T8 E$ a, x
, d+ i# a q. l+ L4 O o04、性能测评
' ]+ ?8 n2 r. F4 q8 a/ x+ y/ e) e5 S/ U- c* R' ]8 `2 g
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 c3 L. ^1 P) n* p
6 m5 j$ G; m6 Q* p, {0 }4.1、输入特性：0 R5 N5 _* l* ^" m
4 t* A8 h0 v6 }3 c! ^( Q
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。
" y! p( `# r, s7 V% S" @
' f5 C% |# s3 ?- |) ]) A+ T表1待机功耗
- r; i3 \% |5 G* F, g4 l4 y5 e1 L0 h! n; [
表2 输出100%负载下的输入特性
, e7 @+ G9 T$ U1 C) F& Q+ i
" w$ k6 S3 q5 J F6 w& { v; E5 J* S) r) V1 E; ^9 N
表3效率测试（PCB 端）
/ |! w7 W5 l" y- y/ C; W! K4 h
3 U* }: O# O' Z3 i& X: }. K; ~表4效率测试（20AWG 1.6m线端）' I1 \! B+ M4 {& B s! p: v) ?
0 z6 O8 U. e' e" a8 M0 r' h表5能效等级评估（线端）
: n/ m( \% {9 B* Z
4 n) ^3 Z: K6 Y" p# c3 f7 A4.2、输出特性：
8 q, K6 P# e1 R- V! b3 c+ ^; d4 \- }2 U S
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）7 m+ w8 O( l& e9 N/ [. Y+ A7 e1 O
, @7 m( }) f3 _1 g9 b% H3 C( u
4.2.2、输出电压纹波：# V! d2 z( d1 l
1 b3 A. q( j8 B( N6 x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。0 T/ E. K3 `0 B! S8 h
5 M9 i' d7 |: k: ~
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 6 o1 o6 z' t! c' _$ R
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
& M7 f. D M* H
R&N @ AC264V/60Hz,No Load / L6 M. V+ i7 y6 q( h6 d+ r: @
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
7 x, f/ l4 _* e, ]: S4 E4.3、保护功能：
' I9 _( z2 r6 s: F* x: L0 O" P8 f' S x0 |: ~9 ^
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% m; _! {4 U& Q) x; K
6 g x& a- y% {% U% h2 {- C4.3.1、过流保护：
. P2 r2 a: B' X# W$ j* x( o b9 \) }, b
4.3.2、短路保护：- x) \" k: D: f& E& f, m& V) F/ g" r
' u+ K2 ]4 C6 |& p
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。! `8 X; ?# Z5 |+ Q9 ]
2 H# L7 L: q4 w' V r
4.4、系统温升测试
% \1 g7 ]+ U) J- B1 X" b4 P
- ^# J. I: p9 m |. H9 V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 J& k) ?% D/ v, I
4 r8 r: }) M3 p8 \' F6 ], J
测试样机及配套外壳 ; q2 v! }5 s% ?2 G, t4 K7 }; ~7 E
4 w; M/ t) D6 H5 \2 w4.5、动态测试：8 j' r, x( w" p
7 ~# c8 T- J1 `! D+ T9 k. u
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 D l# K, R% R+ O
9 n7 `. }7 o$ H2 }7 S
AC100V 5ms ) \: V5 I @0 d* H# D4 I
AC100V 10ms / o+ g& P5 n4 l1 B" G0 p
AC240V 5ms
4 p/ v5 C- N2 B9 c
AC240V 10ms
, [0 h- x2 V1 _3 l! `4.6、系统延时时间测试： _& j5 M( n# c# F$ t- a' w5 c
7 I% o, @0 s7 i
$ ^4 x) m8 u/ V0 [: g0 R r
TON_DELAY @ AC100V，100% Load : P9 W% R' _4 a3 m: @: U1 H
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 ~) l1 U* X- V4 Z% i9 C; f/ ~
THOLD_UP @ AC100V，100% Load : b ~' u, K$ i( {' K
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
# A4 H; x. E. D V; \% p4.7、其它重要波形测试：
5 i* K* U) d" m! c7 Q
/ { [/ R, B- v, XDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
$ L. k" {- D: c4 L! A, g+ |0 h! s4 e- r
AC90/60Hz，100% load
c0 t* M7 E, z! O, r' X
AC115/60Hz，100% load ( x6 I0 m$ g+ O0 L! l
AC230/50Hz，100% Load ' J: x; R; n' r3 X: B$ e# ^
AC264/50Hz，100% load
+ _9 p* |/ V |% ? z3 w其他波形测试1 z0 P8 p7 u! b& r; I; \
3 ^! X4 ^2 P7 _1 p
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
4 Z1 V1 y) M+ g) {
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 " S$ e7 V6 D% j# w' |! ~" f! t
05、EMI评估测试
% `3 Y% E t1 n
$ L @3 q. {9 p! k* X; L% S; }测试条件：1 Y: M2 B3 u, ^
输入：AC115V/230V/50Hz；
3 S# z. m" e( Y. v8 f% h输出负载：使用大功率电阻；
6 U6 q+ [0 B0 F限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
/ |: A+ x" ^' G0 I( K. C- Z+ Z
AC115V/50Hz传导L相
) l2 C* a W0 i. C; l
AC115V/50Hz传导N相
; e# j/ D8 v3 m1 x' N, q
AC230V/50Hz传导L相 x2 l% F/ b0 y( g1 P; ]8 g! ]# p+ X
AC230V/50Hz传导N相
( C+ b6 b( e; ^2 Z }; q* X
AC115V/50Hz辐射测试 / x& h8 R+ d/ `" W
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