本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 , Z' m& v9 @; v' I6 j9 s7 T! Q/ g% H
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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。" e3 H( ~* _+ z ^8 d' Z- N
- v% L5 T2 }) _3 n% i1 a; O
01、样机介绍
3 R5 [ N6 J0 q: L# t u' s# 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。) U k" |1 ~3 T( g
% G) a9 |" [/ w$ w& j% r1 H
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 1 Q4 _* O" X2 ?
CR5269SSJ ; K* ~* n4 s1 L- y$ R
u( e1 d! `0 T2 u/ J4 vCR5269SSJ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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& B& F+ j8 f! k+ ~( _ Z. T8 l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。" R3 }, x" Y" Y2 K6 W# j+ P
3 K `/ ?/ L& f# g0 T
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 Y- M$ i: g, `* {) e
y/ r& A9 M2 m3 l o1 z& S
芯片特性: c7 {% m( Q0 [
, ~/ H) W& q& H
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；8 U* `8 Z! A) L
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
6 o. \3 C6 e+ \; ^3 N& @$ ~6 }/ a● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；) l) D: K7 }8 N( N
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
/ u# D& c1 W1 v- w5 Q● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”) m" N3 q/ j! k$ {
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；* T8 \: @) K; Q, k8 ?5 m: w
● 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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- ~: A0 C! N b0 Q基本应用
7 t7 h! j$ ~( S; e( J3 G2 P. p& g! @2 ~ y' }8 v0 W1 l6 Q
● 电源适配器
3 _# s. ^& k" z. o4 L v; O● 开放式电源8 {& y! E- c: r+ E; {6 s% e
● 数码相机和摄像机电源
# y+ W' n( f8 q● 电脑和服务器辅助电源
1 g# Z+ Y! X) o6 R. q8 d● 机顶盒电源
9 {) E0 \/ ]) [/ g; A" L● 掌上电脑电源
( C9 G: d2 a! O& R2 g) O% {5 {) k! [/ \% |3 e0 n; q0 _
引脚分布
" ?# N' ^# K( R1 l7 j) S! |/ {" ^
( B5 D% F8 U/ M" o引脚描述
1 }; p0 j8 G6 S- y9 P
* y# V; `, k- M; `
" |- S& c v# M: d* j8 j; P典型应用9 ~, I n. V+ ]9 j* Q
5 s H/ x: }% c3 C& J" E/ Q
CR3017L芯片特性：9 h& a9 Q( y. C# f) A6 W# N
5 ?! g( S5 n& @: {* Q% n2 @1 L, R" g& J
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
! \* W1 v: E/ Q) q9 T● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
$ W; K1 R; D% `" {● 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。
9 y/ c6 x% p; @# h6 S% m8 f( j7 ~# k: J0 }
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。6 `, m( ^; q5 |( s1 h7 Y% b
! ^' e! C, u; _
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。( {: O( d4 z# p, X5 y: q4 v& V. _; j3 Z
& ?! C4 ?+ S1 n. t2 e! V- K
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。
! P4 E2 H, W5 ?* x Z1 y% B& I6 k2 g, q' M( I' _
02、样机特性
: C6 v) M% Y, Y. U5 c' N3 O4 n$ _* t+ A
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。
, k- N9 Z# Z( K' r) X* \. c9 X: A6 d6 o. _
2.1、输入特性：) K- o/ s- `- i& D/ j0 S, F/ @' F
* S. h4 s5 b z+ r+ F$ t1 z" [0 s, R) `- {7 l# I6 i
2.2、输出特性(线端)：: C* e" I/ M. z' Y0 _+ L x
& U) \9 e5 W e- ~0 Z9 ~1 Q2.3、整机参数：
. Z C' ]! S9 W
2 T6 o& N* \' O- @6 j- ]2 d: Y$ P' m6 l2 p
2.4、保护功能测试：
4 L2 R( x8 k; F3 n" @ x
, |( R0 A! k2 Q' L. _+ Y2.5、工作环境：6 g/ j) l1 ]. h7 W; {5 S5 w/ V; }
/ O$ M/ @0 I. f4 q5 ]% T' d2.6、测试仪器：, [3 T) z& P9 v, @
" B/ I" l3 _2 T; @
03、样机结构信息+ V* h3 c5 K7 C3 Q
) Z' ~) a2 W, V9 m
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。4 ?0 H* x' m' @% Y; b, \
' G7 z+ S! A% ^
3.1、电路原理图及BOM：
* h7 \# l9 p) Y1 d2 ~4 d$ w$ w+ G; |0 L' h
3.1.1、原理图：
* Q5 c9 G* @. a
& s) s. |/ T* e3.1.2、元器件清单：) I- {4 @. `4 @1 N: Y- I- y
" u4 F7 T* X5 r0 b, `5 s8 i; _' a0 s9 p" U$ G S/ E# n
3.1.3、PCB 布局&布线：
6 A4 [# [: f0 t+ `: g
' L/ d) r9 `4 I3 V+ H
PCB 顶层布局
) K% b* r% |& ^; M: _
PCB 底层布局&布线
! C$ l. c, S- |- @9 d- M3.2、变压器绕制工艺：
& r; f+ v# U5 e/ Y% W1 }4 c2 H/ d9 O# J7 C( a& y5 ~
3.2.1 电路示意图：
4 d9 c9 ~; l% E. s* ^2 n0 D
& D8 N5 [, y1 U. S3 z I3.2.2、规格参数：& m# s0 H6 f% y) c# f
( }1 Q& ]- h) V! A
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；& u% W u6 _- V- M q) U" Q
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 F8 Q4 m2 @4 i/ R3 Y3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；6 [+ E7 B& {; p
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
; y+ j9 V2 v. \/ ?# U5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；, [# y/ L) \4 h; [. f
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；; j e/ S, T3 M* ]6 l
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）)；! u/ m1 r' [ y7 g* M
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
0 V2 v( w- R4 p3 ^1 u* D1 n9）成品要求:浸凡立水；+ [# z; `; f7 g1 q& j6 r
$ L% {: `- e! Z5 W: b3 F$ r3.2.3 变压器参数：
3 v u/ U/ c7 y. t: j7 }3 M. h5 {' _9 S c2 F0 q7 \6 L& f
8 \2 D. T; C- t S9 y7 t
3.2.4、变压器结构图：
+ R- V; r2 \5 w- N
6 H8 Y7 V, P# o: U( b, |04、性能测评
: y. U+ B& v9 N5 W$ c7 e$ G
4 L j. k& b, e4 ^ K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。1 a& n5 B( |/ e5 h+ h b0 r
# m+ Y% d# x+ ?8 ~- _4.1、输入特性：6 K* Z" e" F" Q* E! }6 S& u& g
/ K2 D9 S1 t" Z* c
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。
6 l: h8 o& z' Y' `, l% [9 @% g$ I
4 e4 P' u/ z4 F. Q3 K$ O1 B: e, }表1待机功耗% I1 V3 {' X- x
/ T$ R- L( F( |8 K& d
表2 输出100%负载下的输入特性* P& m* F8 Q4 V
, d6 d7 |. z" l" E- e6 |$ r
6 [# g4 e5 o$ F表3效率测试（PCB 端）
) {3 D* z$ t( k- Z: P
9 }0 e: C6 O- v- \+ [5 M表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
3 H9 S* P: U2 ?7 |: r# V
1 D3 c* i" a! x表5能效等级评估（线端）
1 ]5 v9 S- A* U$ G3 M I8 o$ \, @& e) r4 t+ e! b6 }1 E
4.2、输出特性：
' V! j! n% s* T! w
/ g: J$ h9 f* q/ h( ]( ^) M4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）! W5 S) ^; Y5 f; ^' W& B
3 X: B2 |8 K7 `" p4.2.2、输出电压纹波：
4 f8 F- P- G& u8 q6 [. M
* }# _. K8 k- t2 a/ t; u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/ H/ S. @" b
# N e& A7 K4 Y+ z" t6 Q9 [/ ? C( G/ K
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
. F! J6 V# O+ G. Y" _' v
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
9 q9 w: I9 h; b6 s
R&N @ AC264V/60Hz,No Load ' j3 ~% l0 q. q* k0 e- L
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load & k: N2 p& v( H& z
4.3、保护功能：' O1 B' e. Y$ E' b! _3 d
/ [0 h0 P9 r* b4 r* d- j
以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 x4 n2 T* D6 \ A" o
! ]' M+ [ K# W: n. v
4.3.1、过流保护：1 `2 d9 a7 w% W
7 J6 t& \( _/ |
4.3.2、短路保护：1 v B2 e( @# p! W& K- D
. l9 \) R8 I; G% u: d' |7 `! W- v
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。4 R% G0 {) r5 c" V
# k8 i- m& i& M, ?# {3 Z& g4.4、系统温升测试
( {8 [9 J5 C8 H0 b- L# R' {4 \* e' a5 t0 f
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。
1 s5 z. l; G5 ~
! U: u$ _9 E z1 U
测试样机及配套外壳 4 C k+ |. W' X4 X( D3 u& q" H
7 A. G6 E2 O: h E; I
4.5、动态测试：
+ Z+ P3 V4 \% e6 V( m' T/ G# o% _: J( [
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。6 f' |/ M4 K3 w9 f& A1 z" `
, ]1 u4 a& ^8 |$ z* c% c% s
AC100V 5ms / K% N* _- t7 D# R4 b1 V6 j9 G
AC100V 10ms
; ~! D/ v3 i4 _. I+ ]
AC240V 5ms
! u8 Q+ \4 D" @1 m8 a
AC240V 10ms w7 P6 ~ b$ T
4.6、系统延时时间测试：, m( q" U8 y2 R6 G# {2 r W8 \* \6 O) n
9 J6 J+ h- P1 v! P! @8 E6 Q
: H7 w7 c% R" f2 g* C( ]- r: @
TON_DELAY @ AC100V，100% Load & K/ J% B, `4 t' i- D, u
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- C! U. Z7 |7 M& R& {2 ?
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
5 q2 ^6 v; C1 c# j, y5 G
THOLD_UP @ AC240V，100% Load " W" [; @) r) n. Y5 r/ Y) K. L
4.7、其它重要波形测试：% h, s3 {0 R1 z! p' [" ~, A
8 h: c) ^# O" }5 b8 y4 k& `/ E# kDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：+ m5 g7 {/ K3 L
8 _; \, \, |, P) k, S
AC90/60Hz，100% load $ c, P: e4 b5 k2 Y- J
AC115/60Hz，100% load 0 Y+ ~, H/ ~) `! {: u( s
AC230/50Hz，100% Load
6 g' G# V- R2 l" M% t7 P0 d. y
AC264/50Hz，100% load
8 o4 u z1 }: [/ u1 [3 W. C其他波形测试) Q$ W {9 Y! o, X: | Q( L4 ?6 D1 _( J
$ {, y- E3 ?/ D1 B! ]$ u
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
# m( I% w {, Q7 C& I
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
5 o! M/ v* n' f# a8 |05、EMI评估测试8 I8 ?! S. `& N1 }
; }( e: j$ T2 B& z7 x
测试条件：6 ~2 s& Q4 j/ I& C8 N+ G
输入：AC115V/230V/50Hz；
$ _, A1 J$ B S7 C: h, K输出负载：使用大功率电阻；
$ Q4 d2 c) L2 Q8 G" p1 m限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）4 G0 h) `! R$ b0 D. \ N2 _
AC115V/50Hz传导L相 & Z7 P' U6 W# h5 Z
AC115V/50Hz传导N相 9 X. T3 ?! z1 \. r* e! s
AC230V/50Hz传导L相 # A7 G# g7 P! \# Z% ~2 B8 R
AC230V/50Hz传导N相 9 x4 D- G' Y: Y
AC115V/50Hz辐射测试
3 \2 I# Z: v/ T" s3 E
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