本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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, t5 \" g" F/ N7 w6 v4 e9 B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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01、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。, {& r5 G/ v7 p5 a* x
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
Q' i" b7 m. s/ ACR5269SSJ
0 c& _3 @0 C- ?% N, P6 D5 H( ]6 q8 R; y" q2 }$ @) L
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。" ?5 n7 V) p& z5 P2 t7 N) a
F/ I1 E: w& |" f8 rCR5269SSJ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。, f# z2 P0 G% K
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芯片特性
7 Y" n6 u' G7 M6 J/ C+ l1 m7 B% R' } D. y+ |0 ~/ t1 |5 h
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；, ^+ T' E. f G
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
5 U @9 T( q$ ?- @: |3 B6 r● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
: D" r7 }/ o0 j& O. m& J● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；! Y2 R0 z; x- s# i3 l3 B! l6 G+ R
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”! t# x ^ V5 B8 w
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
6 n! [+ s" h$ n. S' G5 R● 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
( P- c3 M3 ]. o+ h3 W/ i6 Y: _. T5 J# n* ?+ A
● 电源适配器
+ I5 t! h0 b# U4 N9 G4 w1 B● 开放式电源
& V7 d, Y: [: B* j, i9 P● 数码相机和摄像机电源9 Z9 Z* Z9 H/ ~, a& R7 ^# M
● 电脑和服务器辅助电源
$ h. [9 E/ v" n7 I" n$ V# B● 机顶盒电源
) Q: a% S: ^% i% M8 M; h● 掌上电脑电源6 q$ ~" O* D3 {3 T' }
7 T5 w. `! q4 c- w/ R. s
引脚分布+ x5 u6 P5 h5 c* g! V! q
& }0 |* C$ [4 k1 I" B
/ `) s; [& S$ {
引脚描述
, K4 Z) [% R7 e6 ~$ y* H' J
: \+ L9 o* T& ~3 b3 c" ~0 S# p
3 [5 Y" M7 e6 v* m8 b8 ?0 d典型应用
& E% b( n) P2 o3 r) K" I \; B9 |% V# f) k8 i9 L8 a9 C" a( O- o
CR3017L芯片特性：. f4 M4 [4 ~2 C' g5 g/ h
0 _* l. N% G8 {( y, y, s5 u● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
! o! K, z- q( x+ k0 F9 A& F2 v; Z● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。4 A! i/ y8 @& G5 S; H: y
● 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。, Z8 s6 q/ C6 v! {& @) u ^
4 C$ R) J" @4 D1 V- f% F
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。
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% h5 A% j* Y* K0 A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。: b/ Z5 _7 Z% r g7 J5 U- F
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02、样机特性
' s; |- d; l3 }; l7 i- q4 }% w& Q; @4 K$ Z# J. o! c8 w3 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。
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2.1、输入特性：
1 v \; {0 E- V+ K8 }# x
; t% W3 y& \, @4 F0 ~' C& V. n, z% j% B9 L1 o% d
2.2、输出特性(线端)：$ X+ \4 E3 R1 }$ L% O
p. o/ f( x1 o( N8 s9 {9 e, B2.3、整机参数：4 P7 N; l! ~- a; D
# a* B" j, F7 }* ^4 T& k' p
7 u) m0 L4 h$ L4 \2 d! \5 b; J2.4、保护功能测试：3 B. {9 e5 r: H+ N
: r" b; F+ L6 L) [4 k2.5、工作环境：
; K! m5 D, p. o2 k; f( P( W% C3 L5 k5 a: H) A( z B
2.6、测试仪器： K) c4 e& S: V& V5 `
: i1 Q/ h1 |4 j: ^* { r9 @0 n+ d6 V
03、样机结构信息
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/ l0 b2 T" k5 @* i7 A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。
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4 i6 u& j3 s8 @8 h3 H1 g) |3.1、电路原理图及BOM：
; o D( L _: d! _( d+ P8 _+ p% j5 R4 R, E, H8 a* q
3.1.1、原理图：
6 c& @/ p+ L; @ P! `$ h4 k" P) G& O( v; B) y6 k* k7 B
3.1.2、元器件清单：
- ^% x2 M8 U. {! W1 ?+ F$ I1 N% [+ M& ^8 a! r8 [% j
\& T8 z* h7 h; b$ D0 C. N6 e3.1.3、PCB 布局&布线：
: N1 ]. w. D; a7 G1 ~! y
& m4 }& t; l% g( ~
PCB 顶层布局 " h- y" \% B9 I- A! ]
PCB 底层布局&布线 * z6 C/ m" O$ `8 E4 w
3.2、变压器绕制工艺：
) b% ~" [6 S1 z7 W( }
* B J9 j: l: T8 D4 g) `( }3.2.1 电路示意图：/ G( X. a8 ^ R! Y
. j; ^& b6 ^5 |
3.2.2、规格参数：
5 d" c, ~+ u( R% c+ D+ c+ y6 W: Q, f, E5 l
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
' g7 h- c7 @0 k3 P4 K3 j8 D0 E2）材质：TDK PC40 或同等材质；) v) m. \* ?. x8 L
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；, C7 A& h2 y7 K( n1 S
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地# [8 [2 f; u! B- ^7 {
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
$ F2 F1 P' J5 m8 p6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；: L1 }% A* L( g# T
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）)；
3 C2 Q" }8 ~' ]+ I8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；& m3 c: K- y) s# P4 P: t1 M# u
9）成品要求:浸凡立水；
1 x6 s. ~! `3 P. H$ P
6 y5 L$ c, Y$ |$ g3.2.3 变压器参数：
; d/ ~1 t+ g' R+ R4 h+ L: J3 \7 M j
4 d$ ^ K6 ~$ I) s- a$ Y$ T
) L/ ~' W& o1 |! m3 D s2 \3 i3.2.4、变压器结构图：
. ` ?0 W$ O/ q3 R, e$ ~+ S5 M8 A6 c" L
04、性能测评
4 W; H3 F/ H B7 E$ ]& @
7 X7 z2 D) Q! W! P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 E8 y/ Z. {3 l# S
( x/ j, c6 R* D' @! ] K+ _
4.1、输入特性： j D2 r/ X7 j5 d# g0 k4 n
( }: g8 h% s( e4 K9 n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。" s1 c2 e+ \9 ~: p1 M. \7 \
. V( u7 z' ?8 x! t# G表1待机功耗
* x) l2 {' Z$ w/ E/ L4 ?
+ n4 y Q6 B7 z6 d: i `7 l9 _表2 输出100%负载下的输入特性
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7 J7 c" {) j8 p. T6 b9 n% n
表3效率测试（PCB 端）
2 f$ M8 e G4 G8 j& q% `/ S% H+ Z1 @ M8 ]
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
, P; Z( H, T9 j1 Q: A2 ]
$ U# F+ Q2 C7 o0 @表5能效等级评估（线端）
7 H2 V% \ C4 Z3 O; `, m i' n6 U& ^2 R+ I! e/ d& X& I
4.2、输出特性：9 j7 } r M' K8 j: {' v; ]1 F+ ^
8 v' y; O; l8 k/ F- m; t2 a) B4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
/ f, i/ j; m3 r3 R f! n1 |* F; m- @# C: a/ o- U: n
4.2.2、输出电压纹波：; v7 ~& ]4 J% i1 Z a1 Q
) a5 {+ t* l7 p; W) F
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。3 g5 e8 x3 b$ |% p0 t/ f
& h: j; ~6 O- h- Q9 v
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
+ F% H4 l; E$ {" X/ Q
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load ; E) y7 h J* Z' `1 ~9 k
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
2 A# ^5 B$ v8 D" `0 `6 g1 H Q
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
( c) z" h$ Y9 W4.3、保护功能：
9 t [3 u% u B) h B" C8 I3 u) F$ c. X3 g: S; z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 |4 S( G5 [: a( c
6 @6 G2 N: c6 y4.3.1、过流保护：: |. k* g6 ~6 x6 R) J
7 X! q6 O5 M; Q; r9 N: R4.3.2、短路保护：& P1 a( G8 t" c* D. ^6 O% S
3 D9 ?9 ] c$ o- k0 k/ E% g功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
5 Z, W/ j# W: {' i$ T' T
: L, [$ D6 |7 d0 G+ _% q4.4、系统温升测试: z( A* N+ c/ O& B% P
0 W4 ]5 L4 P! t# e. P- ?) F& `/ z
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。% Z0 e$ r7 s% c
2 i5 y3 B( W0 F2 D
测试样机及配套外壳
* ^" X+ f# V7 O: Y, f4 \4 }$ _5 |$ C% E8 M: ~/ Z, u
4.5、动态测试：8 ^0 k8 v) s# b4 K' c1 f
$ s& w' V5 [ B; @& ?$ W1 ]1 b
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。
: |/ ^; h) B# T+ X" i' W. q6 G6 V% F6 j9 e: x8 F9 H
AC100V 5ms % }- {, C' R. @5 P* a
AC100V 10ms
) v' O/ w8 b+ D) P+ c* {# @
AC240V 5ms
) y& \2 h$ e4 o* y) b
AC240V 10ms ; t7 J8 g& W+ R: P
4.6、系统延时时间测试：
5 B+ [" ]: M! \: o8 P
$ F) h% v! O; W; O: x2 s
5 n% M2 E$ y, R& j8 Y( a
TON_DELAY @ AC100V，100% Load $ J& t6 i! X8 I0 Z0 m+ _9 g
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 8 x, w' c9 T1 w: Q4 I4 v
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 7 d4 ]4 V$ b) t* m; G; z
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 9 F% J' e; q* E [9 n9 r
4.7、其它重要波形测试：
& @. @6 W; I% B1 n" s
7 t1 q0 b' j$ O& uDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
9 a! i' g; K3 e
% U3 @7 o9 a. `8 b- S* C0 h7 _
AC90/60Hz，100% load 9 D8 H6 _/ J) `
AC115/60Hz，100% load
& T/ Y+ |" G' P/ ]
AC230/50Hz，100% Load
) r7 P" `+ f* [
AC264/50Hz，100% load
: o0 ]) [! P- Y. k5 y4 ?* @2 y6 q其他波形测试) T% F/ }6 _) N: C W
1 `+ _; u( f" F C7 c
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 1 x, d7 Y/ N. D" {1 H# u
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
( X& K& K7 V& L- s+ ^' C05、EMI评估测试
- L/ ?0 |& ]; j
) C" Z" c1 F& ^& s+ L2 Z测试条件：
$ h$ G5 Q9 U* Y# j4 `/ O, e/ R输入：AC115V/230V/50Hz；) q9 ^2 i! T; V% l' z( V7 r
输出负载：使用大功率电阻；- a/ p8 M3 N; K7 t4 |& D5 c% Z/ u
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）& V3 D! H* M" Q+ o$ X# m" {" u
AC115V/50Hz传导L相
, ]. z$ L7 F8 ?% f
AC115V/50Hz传导N相
7 [& X3 c6 _. P
AC230V/50Hz传导L相
8 s5 l3 l& s5 Z. j
AC230V/50Hz传导N相
2 z# N3 N: ]0 K _6 m# g% T
AC115V/50Hz辐射测试 + N* q! }/ D; x5 ?1 u2 S
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