本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 . b* V8 `7 e9 l! t
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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。
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( u4 X% l2 B# m: L6 z+ |01、样机介绍0 @9 |& b' o3 r9 z! C
$ t5 I2 i# @; }4 z! Z9 N+ O5 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。
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) D+ K* F# i' F l; s: z, J! D X; V8 g) D
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 3 u- Z0 ~& a! [& t* G8 _$ D
CR5269SSJ * q# V3 a& A1 @! X/ p* c
' b6 @" a; W t) I6 O
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。) {' R' A7 u. b4 m+ c
+ I' M' e& `- {4 |: z! p$ T2 {& S
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。8 }5 F0 _8 i. F, Q5 W
' q# R! @( X- U/ s1 ]5 c3 k9 P6 VCR5269SSJ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。6 K2 t2 j& G3 w! C/ g1 X
" q+ W! x. F; }! T7 g9 C芯片特性* P/ E3 c7 m& l, A% F+ G! \: q
* s( |2 k4 f4 S9 V● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
' \" G' a+ v( U6 s( f● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；5 [ b6 Y4 h4 O3 j9 K
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；: o4 j- z9 y+ }- p
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW； T6 }2 B4 a" ?) n& p, T
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
6 I% G8 J# n( `, @% s( [# G; |● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
$ x* `, ?# a7 ]- g% j' b) p! 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。
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- u% o% k! p$ E7 c7 M基本应用: A( r2 f# X" j* G1 d" i5 t
2 d) p; Z7 O/ I q K& D● 电源适配器
/ u a" `5 T6 e" F L. C, q$ Y● 开放式电源) ? j p% p, A) |
● 数码相机和摄像机电源- \, O% ]. i# ^9 |0 X
● 电脑和服务器辅助电源
0 O8 r3 S1 ^$ {- L& M. U● 机顶盒电源$ ~. O" p1 q: u1 w- q* C" e) Q$ X
● 掌上电脑电源* ?1 M% f* L2 o2 j" c2 K" o
$ ]( F8 d3 [$ H5 t; n- E引脚分布
( z' r+ {( p4 l& |
% S4 y' t: s3 O: b0 o
2 s$ W$ A- T) U: P7 P- t/ z引脚描述
5 j8 F- c: h' w8 c$ z
k7 l4 g9 W2 B% ^8 |/ O- }/ D/ z5 I) p' |
典型应用' z" j4 v0 F) n* \6 b2 q
# k) r, r! i8 @6 t( G
CR3017L芯片特性：
% `1 n& m: B3 a4 }
1 ^* {* H* r( i3 ^. T, H3 E: Z● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流1 t; w6 O& c$ ]# O9 s: o8 f
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。. H) j5 n5 L* r) C2 T5 a
● 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。; @! O/ B( _2 x6 Y% ]- u2 C p) R
* K n* d4 x* V4 C( i& w; o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。5 w$ R. Z( }6 r8 q- Z3 u
" T% e( A+ F$ v5 }% y x
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。" z7 x5 A7 i' u: Q
) F: ~; \; l/ R& u9 ~/ U( U( p5 r4 |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。
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02、样机特性: L [, ^. y6 ?3 |$ H$ X4 S3 L
0 }" k$ v6 e; D- K" H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/ X* r6 V; l& q, E4 `: Q! `1 e
1 ^8 H V/ Z- a2 y
2.1、输入特性：- q& I5 F4 L4 {4 a* g# x" P
/ f5 q" U u, [6 r3 y, k0 }, K* T9 r e. `3 v `) ?1 C
2.2、输出特性(线端)：/ l# F" g6 H w/ A5 B- S
9 Q8 v% T$ j9 L3 A8 A# y2.3、整机参数：% R+ z0 ]4 ^/ ~' p# o
; N9 R7 O" y1 l7 c$ x; W( y. T6 z. ]1 w# X% W
2.4、保护功能测试：# c4 S2 a/ g- `$ I/ U
+ _4 i* r! r/ v4 ~1 R0 k [2 S2.5、工作环境：
: b9 S( s+ {0 `; p1 ]/ P: U5 Q+ E0 R1 P1 P, Y0 f$ x
2.6、测试仪器：! c. x, b7 o" }& J- I2 O6 H2 E" p
7 {+ X$ T1 U, S3 A
03、样机结构信息
: [1 Z( j- ^- n
% |( i3 U5 ^* @) x3 s# J$ 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。
" W" M; o8 F1 Y% Q
O4 s2 ?+ G; u! o2 J4 w3.1、电路原理图及BOM：# O1 e. H/ }+ O! }9 w& I2 ]
/ i, @4 L7 w. O; N! s3.1.1、原理图： A5 X0 Q6 W) |! O& f
Z: ~# |$ y& Q% V
3.1.2、元器件清单：( U; H3 [& h; j. H: k
& d. [+ ]/ s3 J7 x* v* A
1 @. e5 ~0 m4 _3 N( g! |3.1.3、PCB 布局&布线：
( j' `* s, @& z: o6 C6 p) U1 J O' j5 `+ ^7 H+ J% W) A+ [
PCB 顶层布局 4 V F# F0 k. L
PCB 底层布局&布线
# R2 A# a j+ P# i3.2、变压器绕制工艺：! O% A- i* {" L% W2 _, t$ a
' M! q, R* x9 r- N
3.2.1 电路示意图：
# T! v* Y7 z' | n$ N* c
* ^" u" d5 k: K2 o( i8 ? S- j6 n3.2.2、规格参数：0 j5 |7 g( q- l* S
4 M7 g; c- [) h# A1 t/ M* W
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；1 T' ^0 U2 P# \6 Q8 @/ r1 |
2）材质：TDK PC40 或同等材质；$ f0 O1 u; E5 i1 P7 C4 w
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
% ?1 ^. C h! N( d' @( z4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地- Y: r) l) {+ ?8 [" U
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
" h2 e: j4 A+ l4 g, Q- k6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
o! i6 w, k e; S9 O% ?) b" ^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）)；
7 p: U* W$ _6 C7 Y4 l8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；+ q7 H7 p/ U# @* G
9）成品要求:浸凡立水；$ g& t3 I( v8 c) N- F
6 h8 p6 O; T5 s' q& [3.2.3 变压器参数： z- B# j: t# G- L# d( g
( B, P* T" S1 A& o
3 N7 I2 e1 T2 j: s- o3.2.4、变压器结构图：* X$ c! a5 H( X: M5 S. c6 j
* N; f' p _' _& w* H1 s
04、性能测评
6 Z6 H% p# l/ D% l! I9 T) o* G0 a0 F0 M, W( s% |7 m8 l
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。/ m7 y: K# s6 `4 x2 i& g( ^) _$ t( b
& p" p" ~1 [% A0 Q7 B; f7 j0 j* j4.1、输入特性：3 Q$ E" m1 \: r. ]
5 c( a9 n4 O0 y/ R9 ]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。. b" U4 Z, k$ R' c! J
1 P! u$ b# c5 n# V, k4 K
表1待机功耗- ] r8 O0 M# N# o" c [
0 A, b' G/ I, Y+ U2 X L3 u( Q. }表2 输出100%负载下的输入特性
$ P v3 J6 T1 N7 X- Q0 c. O: f8 x! d
0 B1 T# t `0 }, o
5 t5 l0 K; \6 y表3效率测试（PCB 端）
9 T+ ?* h) A1 Y0 i0 x: @$ E/ a) M @" s$ c2 F: s
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）, i4 m3 \% z5 n: ^
- U2 j) [) @, J& I D8 I7 G+ L2 |表5能效等级评估（线端）& T M0 v/ H# H' z1 m% w
. d4 ~) R- Y: i( U+ l4.2、输出特性：' p* h6 M! P; j) d7 G+ V
# n% }$ V$ |5 {# q4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
% Q) Y# i7 D/ u! D, M, [ S! P# |3 o
4.2.2、输出电压纹波：7 J) u0 m8 ?" B$ d% h
5 v3 P! \" ]5 T! q
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。) O2 @" t$ M( y% F6 j5 ^
! }0 r" S1 H- c$ u
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
# [) Y& X; ~( \0 t" C
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 2 l+ n# w! ~6 K" E9 ]
R&N @ AC264V/60Hz,No Load + S3 s' @( e. N( X" r, c" W2 X. @
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
3 N- I$ W% ]" @4 A6 a( M4.3、保护功能：
% W: f2 y0 ?1 j0 }# x8 k4 N5 O& p) w/ S6 j
以下涉及过流保护、短路保护的测试。+ h' H$ b: X* N, o% b: b2 F
+ I8 H, r8 d) W+ a/ [' q x/ M4.3.1、过流保护：: ^! r6 E3 }- _' U) u3 a
5 c9 V R" ~' C7 M$ P4.3.2、短路保护：3 L' @8 I" {, m/ ?" Y+ w
( \$ q) z( A$ N* q1 l
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
1 G- Y. ?5 N/ Q3 C! o$ I! A6 }% @' c7 P/ P2 l0 x X) x o" f; g
4.4、系统温升测试( D) y% {' J- a8 a: y2 R3 g1 C' I
5 Z8 R' g9 @7 _; v' `/ e9 ]
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。
K0 W- o" o4 d: ]! T% [# D9 j6 G
4 M2 C: {/ U4 e$ N8 e. U
测试样机及配套外壳 5 G8 _7 d# I8 h' n* C
* f! B# m" Q0 t) t) P1 M
4.5、动态测试：5 T% e5 o5 M; j: @
7 `; P4 U2 i# g$ W/ x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。
# ?; c7 I9 {2 y
% a; `( J( w' n. c' S
AC100V 5ms
( {2 u! w+ I. Z2 L/ o
AC100V 10ms : c0 y) r5 ]1 r( t. g7 D$ J
AC240V 5ms
$ x Q% ]! X' W+ G1 ^' X
AC240V 10ms
$ K6 G ~7 I/ W4.6、系统延时时间测试：
9 h5 l: T, C3 a" `1 k3 a
1 R. l7 \0 ?; C5 o% J& x# T _
; p" z( f+ P* j' l* E3 F; M* h, n* r
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
7 b. e6 v, c; m) \- M _- u
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
) B4 W7 _( T6 ~# Z7 y
THOLD_UP @ AC100V，100% Load & W1 h0 @7 s: c4 G5 g; @5 _
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 0 Y1 F/ E: @/ u/ j$ b) R
4.7、其它重要波形测试：
1 m+ j3 \- w8 N X- M5 {1 }' c1 ~ u' _: T- u& p* m/ }$ M d
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
7 e3 z l" i* E7 K( k) V6 S2 l" |* p' I. R- l8 C
AC90/60Hz，100% load
. b" l/ m) r# w1 h
AC115/60Hz，100% load 5 _6 S' H3 g( K" r
AC230/50Hz，100% Load
) K' v, Z* j, C$ H M4 @
AC264/50Hz，100% load
# z4 J( z; p% u/ T其他波形测试
0 R& p% }: c5 s) |& S4 k) r
E' z: |7 b, I: L
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 2 w) b- b, r0 P/ ^: ~' U# g( N- i
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 " \* Q1 ~& H% }
05、EMI评估测试- Q( f! o: Q- i) h! O* A) ~
1 g( q; g! T ]2 C2 \
测试条件：
5 n# z( E( i# v( R3 W输入：AC115V/230V/50Hz；; b" L+ {7 N/ X) d2 B/ x8 c+ B5 i
输出负载：使用大功率电阻；7 L* \' C0 x9 |/ {9 b
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）+ L/ I) h5 U, l! ^6 k
AC115V/50Hz传导L相 ' N. x: Z( K; Z& G
AC115V/50Hz传导N相
. ]; `& r" B1 Y6 b" l
AC230V/50Hz传导L相
8 L2 w/ V$ F0 u
AC230V/50Hz传导N相
" E1 t- V4 |' R' _9 J7 I5 b
AC115V/50Hz辐射测试
' w5 v- v; U+ E# J& F4 i% `- u
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