本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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6 X# ]- Z4 R' Z6 p6 y- }- B- R( I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。9 P) z% v( v- E1 ^3 }
' r: g) ]. x& z6 o01、样机介绍
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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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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 2 n! @8 y. b( _' i) c7 T0 q/ d/ R
CR5269SSJ
$ a8 Y" v: \* Q5 A9 K+ q% i" u8 q6 \ p8 B" U& w+ B' E8 @. y, j7 d
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。
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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 h( u( j0 w8 c" r
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CR5269SSJ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。4 B+ |: q- h' [" C0 J! f
1 h4 L6 p* i$ n" U8 ?芯片特性) z' R0 m5 b7 O( a
% i7 D% m6 O7 }# y
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；& ]' T b' |4 F7 s
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
" h5 X2 E% T# Q% U6 `● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；' `( c6 ~9 h3 h3 B: ^) i6 r
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；9 Q- S8 P/ E f3 i- G8 g* k
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
2 ]0 I* P% Q% J4 Z1 J● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；2 W; q5 J7 y3 D% }; D
● 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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基本应用
& R) s p) H) Q' V% a$ F5 w
: s- X3 V# h- ]: q/ ?7 y; F/ }2 J● 电源适配器
, L9 e8 g, h$ a" l" O1 ^● 开放式电源 [" P- L2 e4 Q, P+ T
● 数码相机和摄像机电源
- A+ ~% R( ]; E5 m- r● 电脑和服务器辅助电源) f3 q' |7 c s
● 机顶盒电源4 {) Q. {9 c) I1 c
● 掌上电脑电源% B0 Q* U0 u0 v+ ]
' k2 F/ _4 ^) o2 k- Z7 h( W+ ^6 G" B引脚分布7 Y; j( E6 |: p' X( I/ [- Q8 A
{- t' P7 Q. r, e
: d5 v B- [5 y& P" g引脚描述8 E1 u5 P5 |8 `# n
( U3 |! ~) m/ o
( Y! C2 Q) m! |3 J- v2 O; c7 j z
典型应用! O& I4 t9 _( Z( M. j4 ?4 Z" Q
1 p% E! b) }2 Q0 nCR3017L芯片特性：
5 ]7 m: Z4 T k3 d3 C0 L8 U. P- Z8 }; I: K! G. ~! P
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流0 s5 D$ f) {- |
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
' x, Z: s1 y/ U● 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。
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7 {" `/ _2 E! K) ^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。, A% f* p9 f( j. f; K: f
& X0 ?7 _: c9 ~$ s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。
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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
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& v# L4 T1 E9 j" c+ 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。# J5 g( U: v) w# W
0 Z7 h4 k& [$ q* Y0 F `6 n/ N( v2 Y6 V4 O
2.1、输入特性：6 I& j: t. l0 d4 I3 v; W! u
; @$ |! T0 E3 A
: F6 f8 w7 f$ R0 `' A& Q
2.2、输出特性(线端)：% ]! S/ n7 v& L! \
; W9 Y0 Y7 E/ K3 C# D7 G2.3、整机参数：
, e D# ~) B2 L* p& H2 g8 N1 ]' b( t/ z7 P6 e8 d; w) j* P
c' W4 k1 A7 i! Z+ V' Y9 l
2.4、保护功能测试：
, d8 F" @9 g+ A/ z' v
7 K+ g3 f' [ E) u. a2 ~& Y2.5、工作环境：% r( f3 O+ j4 E6 e4 c. G9 }8 R
$ Z8 S3 l- q. r; a: t! v; c$ o1 _( l3 g
2.6、测试仪器：
' A% c1 o% |: A3 d3 [' a1 W; t8 v/ y' n
03、样机结构信息1 |- v+ G" I0 x- I
0 e0 H* v& `& r3 T! _
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。
: B. C: C/ [2 s& |' _2 F
( D- h* O5 B: k+ K: B3.1、电路原理图及BOM：
6 \6 F- `/ g7 y* l9 ^; F9 j6 C) f% y G! F
3.1.1、原理图：
, n1 H6 V9 H( z! A
, u$ H/ E3 E+ C- ~, J3.1.2、元器件清单：3 A4 S6 ^+ ~6 ^5 }
! Z3 [3 y+ n8 I& U3 b) a+ g3 a" s: f( R2 U
3.1.3、PCB 布局&布线：5 g$ j: c' [3 E5 u3 [2 M. p
& k; u: {# t ?0 Z2 M1 G, e0 `4 h
PCB 顶层布局 & ^& ^" \( m3 v: t2 ^+ x
PCB 底层布局&布线
5 f% L3 ? n3 Y! D! d' `" \3.2、变压器绕制工艺：; V4 ^" H7 x) ]9 O
- I/ `4 |9 P# j8 G- d& a$ R$ l
3.2.1 电路示意图：' ?7 p& r/ ~* o8 v
, H" |8 z/ K- j* f* P7 A3.2.2、规格参数：8 D7 ^) b9 t8 }& l' U# C6 \- t8 K* L
C: P4 [" ?7 @( [+ \, }
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
; U5 d0 m1 D- e8 Z# R5 A2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, g" T1 u" {4 H) j0 L3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
5 e" p4 U6 M. S0 ^( |$ x% O8 @4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地5 \0 s) V6 [& g( v* D# Z
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；' n9 @' G) _' V* e
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；1 {( d& i# G8 [6 G+ a" C! Q# ^6 Z
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）)；
* H3 b5 ?5 g, y! b8 ~2 k6 d3 E8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
* g. l [& Y2 ~0 ^- \$ n g0 a9）成品要求:浸凡立水；, g4 o6 c4 ~$ z: {/ f
3 H! T" {8 Y( v0 e1 V6 w. j' E7 x3.2.3 变压器参数：# P( r+ v6 K5 ?5 q, h& q- [8 X
j$ q* Z j1 E2 v
; Y8 ]5 p0 k' d# m' m7 r2 B3.2.4、变压器结构图：# n0 z# V7 n# ]. m* a: y/ |+ m
# e) w$ `8 L0 S5 I04、性能测评
8 W$ g; s- E3 q4 O. p0 D& l) G; ]2 y
8 O" g! x) a; b% ?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。6 H* F8 ?" B6 b& n, f8 S7 L
; F3 d0 ]2 p9 D1 }7 B* c& N+ M) f
4.1、输入特性：; y) t% U( R7 s( t6 @
. v# C- e4 I M" M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。
" ~, {9 ?4 s9 d5 Z" l" z- Q+ Y' B1 T2 S) |0 Y* X3 m5 ]
表1待机功耗
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* D l0 E$ _2 D. A! M2 g! r% V表2 输出100%负载下的输入特性
% [% y/ [* T$ s: l3 x" j8 @
5 j" a! \' y2 Q }) j8 R) L3 @9 C# I) i$ \9 ^7 M
表3效率测试（PCB 端）
7 B" U0 s2 A$ p8 F. K% k1 a
$ B6 y3 E! o- J表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
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4 m" }% q P$ M& H& y! j4 l4 k表5能效等级评估（线端）# c+ I. U$ t! y8 K* {
4 c0 I8 a# G3 Z- [
4.2、输出特性：
/ |6 A: v3 A0 F. f4 r" ?
$ }5 e& c7 {8 G! t% ^! e4 K7 q4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
+ j! _; x. @: B' |
! v+ I8 `. d! H" ^6 S" \: W) o4.2.2、输出电压纹波：
}0 B6 {+ y% Y- M* x D6 |& P0 r0 Y$ h6 {. E% n4 ]( 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。$ ^' q# x3 t$ r
, D! }* ^& Z* u5 U4 V/ j
R&N @ AC100V/60Hz,No Load & M. P [$ r& w% u) s- M9 [
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
$ }7 h, e9 _, G' q
R&N @ AC264V/60Hz,No Load / i% b1 R5 M W d. o
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
9 U% [ D8 @; m/ ?2 S5 Q! w4.3、保护功能：
# x( s2 Y" a: {- D2 z+ q; P, X0 `
1 ^# \- `0 A- `* Z" {0 R以下涉及过流保护、短路保护的测试。* Q6 U5 m* W2 `3 s2 _
# r' N4 l" F: R4.3.1、过流保护：
+ O/ B+ t7 l8 F& b0 \: ]$ i7 {5 x# \: f" H. D
4.3.2、短路保护：
8 N, W# z' a# l1 t" Y2 d% f6 V8 @* H
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
5 e# W: R0 r2 Y: Y! i3 D/ B, Z/ u5 ]1 }1 J* }
4.4、系统温升测试
! c6 d" t# t0 s1 L2 q
; e% l* y1 X! f5 o- i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。. W! u4 H2 J6 {/ W4 e6 c
+ e8 J: W6 e1 X# l5 Y
测试样机及配套外壳 ; |' H" f) H: O) D; D# Y l
/ A; o" e& o4 c& s: U, w4 r" I3 m4.5、动态测试：
& [# N8 u( }( m$ r+ e9 k, u' p% K7 h5 O
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。$ M$ b. O& y8 H
$ T: J, t/ K% |7 c
AC100V 5ms / v; O. t% {4 r; s# Z. l
AC100V 10ms
5 h2 P- k0 v# S3 S, b
AC240V 5ms 8 M- x* i" g% e# A& h# K# w4 G2 ]2 w
AC240V 10ms 8 H$ ~# T& G0 d
4.6、系统延时时间测试：4 Y$ }9 @: [2 N: t' {+ y' Y0 m
& }8 y* \. X1 ~9 @7 A% M* I
' N. h* {5 b6 }
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 8 d' w* l1 w& I4 t& X- ]7 R
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 0 D! g6 y/ V4 s" Z# `* {
THOLD_UP @ AC100V，100% Load % L; C e: l# K- n, [6 E
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
, j4 x1 Z; }( } U' q# M% j3 C t4.7、其它重要波形测试：
# a" U" s4 ]) R6 t! |4 `1 v7 S7 O$ t% r- m+ p* T4 n
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
* J6 }" R! Q& ?; w, L6 m& b! w/ p" }
AC90/60Hz，100% load , F1 m* o' b% f$ |8 n1 d# c, A
AC115/60Hz，100% load " R. t( c1 j( o; S
AC230/50Hz，100% Load
' e/ _! E" U" z7 h
AC264/50Hz，100% load
4 e8 P* x" D" h" P8 a3 y, f其他波形测试( ^9 S1 ]" _, Y2 W% Q5 |* k C
' P+ Q% g" K( L% B) l
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 7 t8 J6 P8 ?. p% i* t( h
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
: t% V- E- n" S( U8 ?' Y8 K05、EMI评估测试
0 \* C( N5 G" G8 B/ P
9 A$ q. g, {" h# @! J! p测试条件：( I& u! Y! u( X$ B& w
输入：AC115V/230V/50Hz；
$ q8 W# l; T$ S! _* Z0 D输出负载：使用大功率电阻；
) q: k& @ v4 m限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
3 f9 p) ^% }: o* N9 k
AC115V/50Hz传导L相
3 r8 @; S: R6 O4 g# D4 U( h
AC115V/50Hz传导N相 ! K- `- Y1 c+ h
AC230V/50Hz传导L相
+ {, j. W8 o; V1 e
AC230V/50Hz传导N相
; ~2 N V: b3 \
AC115V/50Hz辐射测试
% _% S: i, u# R
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