本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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2 [, ?1 P2 e3 a5 R5 q7 r* h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。
; F' g+ y6 w+ @ h* i4 P5 p' ~: P
2 H/ i3 ]) S$ q- ]8 V3 y% {* a01、样机介绍
4 C8 W, T, G2 g1 p+ F1 d2 x* G/ P, Y! c% K% d
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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) ]- _; K" m$ ]
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 5 x$ s; `5 K4 t' K+ d
CR5269SSJ 8 y) `8 [$ `1 H* o" T; ^3 [
/ i. c% A2 @. u; T- n; yCR5269SSJ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。) `$ {+ u* o, M4 R
6 J3 E2 d6 P% H* n$ @, s$ `7 }
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。
7 j! y0 W, b2 e9 b" g
/ h# f; V8 y2 [3 b- k$ }' g( uCR5269SSJ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。
9 z# Y; u1 s6 E( Z# \8 ~& G. e& U3 O1 l8 {$ A) X
芯片特性
3 V+ h7 G4 z3 i& [5 C$ X- t w8 H
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
5 Z1 C3 o# {$ l; V: K● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；+ u& V6 M s9 \: k2 p; P
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；0 N- j& L3 h8 v- \
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
% f* P u) d9 E9 j" Q. W2 `● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”. `& T1 `! ^& ~ d P$ B5 A: E
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
/ M9 Q$ u# {! }' N# y/ @● 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。: A) V3 H6 v! b1 l9 G) k
; r3 E& n4 \; y, x9 d' a基本应用5 H. {( i! @' m+ [
! V" P& h1 v) x5 |' p, W● 电源适配器6 ?9 U% ]& O& X# F* ^. E. t: C
● 开放式电源
; l k5 ~- u6 L& t5 l/ K● 数码相机和摄像机电源2 |, ], }' ~& O% j- t- ?4 C
● 电脑和服务器辅助电源1 S) M8 G1 r& \- j% X6 Z0 q
● 机顶盒电源
* F' t+ F4 h( N2 a4 A: |● 掌上电脑电源( x. V) u5 E) z9 o( Q" j% L
7 I8 C4 J5 A0 k4 b
引脚分布
2 P. g' k0 O1 c1 Y y8 D/ \
. s+ T2 L5 A) C; \- V9 W. H% H: F! W! k w& B- N* H" T/ A1 |
引脚描述
% `4 o* i' u3 J- l# j, X. ~
1 f6 X1 }: a+ K" {* B) N5 x ], g& M; l6 U
典型应用
_' }3 f$ T& ^( N+ F- u# z0 B
% H1 B; x$ y6 ^1 Z' G$ d0 fCR3017L芯片特性：
7 D" U+ {) `+ X& N1 N
5 E( u; ~4 w+ h5 y1 F8 y w) S' \● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流( y. X$ d7 a- A, R& `
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
3 F# L& f( v6 b5 L. K7 g' ~4 ^● 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。3 j0 q6 p* h$ v& U+ o
+ H8 H3 E3 g8 B$ p" A" S( F( u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。9 P) h6 q5 l- d, j9 u y
: a/ u, N, N4 v( \/ @
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 E6 S/ q2 {; R1 w5 m8 r
5 Q' N( u9 E% W2 R! k1 z6 t' `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。
! U( Z' m6 e, w3 y7 i, y; c0 z' p2 a1 z& I
02、样机特性3 C/ n9 s4 d* I/ h) r
; x: L/ {! w7 N0 b
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。) U& {! j- F3 B/ |! ~0 K% f
' _* J' O1 ~8 ~) G5 g/ [5 e2.1、输入特性：: R/ p) e/ P# t) A$ X
$ R/ _3 W$ z% M+ U5 F0 K+ ?
; O3 Z- M3 w; F5 ]! y6 S3 B: q: S- ]2 B2.2、输出特性(线端)：/ W* c% a/ X' |/ y4 }
: F2 I2 n# ?4 e8 w2.3、整机参数：
3 B9 ]. e7 `/ w" t+ d2 e1 A
' M0 y, ]# r( u9 ^/ W
( l9 S+ V N- Q2.4、保护功能测试：
, {5 V: m2 F$ t. F! A( ^, m" o- O e$ L9 n g& |
2.5、工作环境：
! Q" W& z4 a- \$ R V9 J! u" m% v' m
3 \/ N9 f. K6 H' l. C: Q @2.6、测试仪器：* S! z+ M. L7 P5 ]! B5 s; ]
% Y, T. r6 N2 I h8 i# W# O03、样机结构信息3 B: K y2 C, [4 Y9 {2 l0 E
' }/ s; Q0 @# l8 V
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。
$ k( M" @2 T: t; N4 r% o8 e( a+ `$ |0 o% K0 S" e+ l
3.1、电路原理图及BOM：
( C0 `8 R5 C8 F, Y9 V! c* D$ w2 u9 b! q: F2 I7 c
3.1.1、原理图：8 c" M& J9 H6 \$ p& a; @* L) [
; j1 w d! G5 {: i% q7 G3.1.2、元器件清单：" Y- j! A8 b, ^% Z* @ `' p
8 S2 \# U* Z8 k" k
6 E& ^0 ~4 U8 q5 ?2 F5 P+ ~- [
3.1.3、PCB 布局&布线：
/ v- [: h; z0 _/ D8 s* [ Y! E% F9 y" Y
PCB 顶层布局 7 l; u: N6 _7 W
PCB 底层布局&布线
! Q/ i; _6 _' ^6 S9 e2 S/ s) m$ Z2 f3.2、变压器绕制工艺：2 I3 y6 {: I+ R L9 P. m3 f
; v5 U3 F9 f! [8 S) H; y3.2.1 电路示意图：
- _3 I7 W8 E" l2 [ k9 J4 ]3 |! k. K9 G9 R+ m4 P; R
3.2.2、规格参数：
( g: {, |1 |2 d4 \( x. V+ @# \0 [! M& l8 t0 ]3 D
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
1 R5 Q" f2 o% J9 O2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! G6 F, {5 e7 }: `3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
- h$ C4 n& d/ O4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
# _/ H( c+ b: c8 u5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
# s" l; w* \% E+ p* L6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；% i6 w0 Q! w% R6 s, a
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）)；
' H7 H. O7 L" P& P1 Q8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；7 l# \+ ?( M# i D& V1 N* w
9）成品要求:浸凡立水；
N9 U( @4 Q( E% f1 L' C6 x* F
& ]( q5 y; i) r" _! T. a& V: e3.2.3 变压器参数：
1 J, p, G# A- t0 ]! G- p( r; q- b. p5 H3 M& X0 Y$ P1 q
/ {; Q; ]0 y) } @9 T: E
3.2.4、变压器结构图：
2 J' r. W2 m' f. L: u- T/ J
; b C7 l7 h2 ?) N C3 B04、性能测评
H+ h- ~& T0 X' G" K2 M0 h7 G; U/ K( S' |9 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。9 p! H, S7 ]: g/ j( k. }
' ~8 c3 I+ P9 \+ j q
4.1、输入特性：
3 p( \, B& O0 | T. h' a: m6 r1 @$ z* W' M% s
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" f8 b; n. ]6 w n' Q" g0 h$ P) O+ _2 k
表1待机功耗
: t- M7 a/ H$ B2 ?6 l* n8 L+ \2 |" u) |, G( J1 Q6 j# Y- f* x
表2 输出100%负载下的输入特性
1 i( T3 y' J" U, r% l
9 |8 y% g1 V* J/ h& i H% D3 Z' {5 Q6 o, {! C, E t
表3效率测试（PCB 端）1 K0 s; R# _; ~ C3 r& a, k
" i! ?' C# g, l+ z5 c P0 P+ S; K表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
) X! |5 f- d5 x) y9 ?. D% o
9 ^+ v' R1 a. q; g- e表5能效等级评估（线端）9 \4 S j `# E. n& c8 M, }
& r2 h U% ?6 \* n/ e4.2、输出特性：' w$ C4 G) i$ R: |* B5 u
! P+ s& ]6 Q7 A2 x q
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）* I: l B w! S4 Q- C6 V
" `- i: x. Y, s# J; A3 J, r
4.2.2、输出电压纹波：
/ M& j! g' B' T, |$ h1 z( b
6 h! Y( h8 ~; y% P) n7 M/ b9 T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。2 _8 Y. N* A7 ]( J" l: o) a
5 r- H1 u% D- W2 \$ k) D
R&N @ AC100V/60Hz,No Load V' Q) i' n2 v" y$ c% s# _, X
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load ! y3 {4 j% r& S' N& e* k& l6 ~ Y8 J
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
6 U- H( b* j) [: h6 R8 N
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load : T& P' c9 C8 e! g* h
4.3、保护功能：: k d* ~6 k; a
* @' y5 P+ D7 s. b7 Q以下涉及过流保护、短路保护的测试。
& N! l* Q9 |7 p$ ^# c# s& d
5 H. r6 {) ]7 V2 p3 h! I4.3.1、过流保护：9 M- S& ^- j. o; J" p1 |7 P& Q$ K
4 Y* M1 A. u8 Z/ E9 B) H7 D
4.3.2、短路保护：
/ {7 _7 ?" ~' h+ [3 h8 k. m2 q, F3 X* i& A$ y5 M5 L
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。7 s& r. e" Q0 y& p* `- z
" y8 [2 W/ Q, Z- F% Y5 P6 P0 ~
4.4、系统温升测试1 |% |6 R0 u" p6 \: s' s# i
. v4 }" |) P7 t: R7 E1 E# f) O
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。
9 b3 o3 S- |0 T9 b' V* B- ?9 D% Q$ u& C6 y
测试样机及配套外壳 : I9 \4 @/ ~; K; L/ I0 ]
( v4 z* i+ N$ O( H7 v r* p
4.5、动态测试：' v7 r% t& o' D7 d# R0 P
" ^. t1 o( m: Y! Q3 ?: ~9 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。+ x. A2 P6 F! n8 N5 J
8 g' Y+ V0 V# C5 R" K
AC100V 5ms & A" X* {. O$ X q% t+ y2 V4 K
AC100V 10ms
6 V7 b+ q' P; F8 T$ b" a( u
AC240V 5ms 2 r1 ^4 l! d" i0 n; X& `: Z& S
AC240V 10ms
1 s6 {$ w; ]6 v4.6、系统延时时间测试：
! u) H4 s& v) b4 }8 a
# o9 z& w! I6 K k& [3 `
! J# V2 Y+ g9 Y6 R( d
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ! K$ a6 E& t9 E, M- H6 m0 S
TON_DELAY @ AC240V，100% Load $ s, J: G$ c0 |4 w/ o
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ( X/ ~; r; q* F3 j; b
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
. ~; }. i: S+ n# M2 X) M% P4.7、其它重要波形测试：
^- N0 V0 }( I( l* B' S) h F
+ X9 m7 V3 s" A" @DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：' W/ r& s0 N; ~. d% `
% F% e" c, T( T3 v" `# B
AC90/60Hz，100% load + u- N7 n. |+ [5 v
AC115/60Hz，100% load 2 ^2 ~8 Y" d6 b/ c. y
AC230/50Hz，100% Load
1 i; ]; H e$ s5 n+ P7 U) m
AC264/50Hz，100% load & l& q- Y% u7 c$ M% W. u3 h) ?
其他波形测试
( m) {" U# d [$ `9 V' V" S! ~
3 T3 P1 z% A+ C; x
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
/ |* d; k# r; a: j3 e" ~7 Z
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
. p& g& ^, n _$ F* x2 t8 h* S05、EMI评估测试
( S. f; o9 K$ N0 W0 a0 x7 Y h
, n( N; Q7 O7 p% i测试条件：, R6 P; @8 Z2 o; f0 }* R
输入：AC115V/230V/50Hz；
0 z2 }5 C: ]7 Z h; A+ O/ {输出负载：使用大功率电阻；
0 |9 T! B* T: C5 ]1 ^. y, s$ q限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）5 \- F8 `3 W4 C1 Q9 Y* {" O4 r o
AC115V/50Hz传导L相
! C1 l. \' W# F9 R" x1 G
AC115V/50Hz传导N相 % Z: s- I% T3 C* \7 V8 d# a6 |
AC230V/50Hz传导L相
0 v, f& E/ x5 K7 ?! a
AC230V/50Hz传导N相 0 F& o4 m5 `3 L: q+ ^, ~. i: [
AC115V/50Hz辐射测试 " ^4 b8 C6 r9 z5 W6 ~
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