本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 ' G) g* l$ u) G. Q# G: O; A8 i
! v1 f' U/ k2 q0 O% O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。
5 w& u5 T/ k0 n
4 B; I2 Z: I' O( C- ?) @) B01、样机介绍! e! v7 J2 m% K4 `
; S1 ]2 H( I) P1 s& M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。2 G" n( G# W8 G* ~# ` G3 A% O7 O
) j( v- U% q! m
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 ; h1 Z/ Q( o" k% W
CR5269SSJ
* D _% i+ B& _ k9 v4 O6 s
1 l8 K& b7 G$ q2 {& P- [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。* O; |1 N. ~( e
" \7 e" e. c. ~3 g5 K& E
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。
" x) l9 u0 a5 h* K9 B( f" z
+ ^+ ?3 d9 Z/ N+ q$ \' R! \: v" X3 ?7 zCR5269SSJ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。2 ^% R' Y) F/ I3 ?1 |! e+ j
" G$ B) p1 t' F/ @9 Z5 `
芯片特性7 P* W: G. e% Q. r
. w6 S* u, `6 p% [8 v5 w7 u
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；) p" Y$ O2 F; _5 D+ @7 P
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
7 x8 U1 k! ]) H2 h; t3 V1 a" k$ W● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；* w( @6 N# p( T
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
6 D7 S. m3 \+ ^- p● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”; s9 H3 a. j! z- ?6 \* ^& n4 L
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
3 s, u; x& K- t, t( u, p● 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。& L( H$ {6 p+ {/ X- ]
6 J! V& n$ T7 V. ~$ [基本应用
' _9 T' ?, A, `, E' j! r1 D' r9 w! ^# D
● 电源适配器
0 T. }4 Q! y, O7 a, H- g● 开放式电源# Q4 s- s+ }4 O
● 数码相机和摄像机电源* k, ?6 a3 y% F
● 电脑和服务器辅助电源7 R& a/ p# s f! z- a5 _
● 机顶盒电源4 K! L* Z" K* S
● 掌上电脑电源
- A- k: K- e: S9 b$ J7 P5 B
( \( B& n6 _8 f% K1 w; g引脚分布
% `3 S+ b9 j. [ _! X) Q+ c* x3 l4 `# l( u) i) V9 y
6 K% R0 `+ m: I0 ?/ y$ n7 ^2 s/ y
引脚描述& H: W) d5 @0 p$ g. C
4 Y$ h) ]' _/ q3 w$ H/ Z! z B" D; Y
7 G$ B; s* c5 W5 i& q
典型应用- d4 K/ v& g, Y9 Z3 X! ^
" ?0 N0 T6 h9 l N, _CR3017L芯片特性：
5 h0 ^: X: g1 F. e4 k! }. |
+ s7 J$ b! I/ I+ b! z; c/ j● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流' l" J$ K) ?4 v `* J H7 k
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。# l0 l" u7 e( l. Q7 E/ w
● 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。; b; W9 L/ z3 ~0 `# ?" F/ s
4 C. c8 p& t4 r3 B+ J$ {- x) X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。
# H( ~( L3 y) w+ k1 i; ^# C9 ?$ t3 {# W: z. z; H8 ]' f. \7 M
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。4 S) y% j5 q) L
8 h' M$ R9 Y/ g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。( F" D7 N2 n( G0 f, [
6 m; q- Q |8 t5 k* [
02、样机特性
+ d9 v/ P$ ]4 [" }
% S4 U) Q9 l- l# I) 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。
3 w: P: |. ~ v, {% g6 f- l8 I5 U: D# ^5 P' P+ C( O; k
2.1、输入特性：' I# n* {+ Z9 _4 [$ D/ w
% ~+ y. M! l$ e; e; Z0 O
7 Q% |% |! P5 p
2.2、输出特性(线端)：2 {4 U% D2 [* C, u8 @3 {, [
! X; X1 E* g" A2.3、整机参数：; O* o$ G- Z* [. Z7 W5 p! ?6 }
& @! T/ M( R8 t G3 v4 V3 W; a( ]
: k3 B' p6 S4 _& u7 r2.4、保护功能测试：
7 r0 ~/ `- p. A: J1 [" i: R" z* p( l
2.5、工作环境：
. {% v9 ]3 M4 H* e( t' u4 E! M9 O' k4 d
2.6、测试仪器：
6 ]$ {8 R: G" k
, k/ }& o( f) F0 m03、样机结构信息
5 N$ ?9 {# N" J4 x" T/ i5 ?5 i1 m+ N, Z4 L8 G T. |* x6 y; ~- X
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。
6 s+ E M$ y" ~2 n8 A: S- V8 E& J- q, w8 ]9 {% }+ E) t
3.1、电路原理图及BOM：
w* m$ x2 [; |8 N" H& h1 t: p/ g. P
1 d' N' d8 u: q: g5 r" p$ L3.1.1、原理图：
7 j# s2 k. [2 E$ G1 h( E* R M6 ~5 g$ x+ I4 k
3.1.2、元器件清单：
7 r$ \9 p4 v3 g7 J# `7 W' @; E( h6 N! L6 Y* w6 O0 o2 Y
5 _% @, B' J7 Z/ @# S
3.1.3、PCB 布局&布线：
; @% @( A0 s2 s6 ^
, i( w2 v8 Q: H- x+ d
PCB 顶层布局
4 z" s7 Q a b* C' A
PCB 底层布局&布线
1 a* f% W7 }, l3.2、变压器绕制工艺：
- j3 H2 ^ f+ Z6 p
2 ^. m, r2 g: m- B3.2.1 电路示意图：
( G( ^9 d9 D4 c( D' H( Q
Z0 L5 x* A! Q: L% Q6 {& @, A: q* J3 y3.2.2、规格参数：( r" q3 m+ {* r- W6 [; X
1 e; x1 j5 @% t9 b* y
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
7 C3 I7 f0 i; C4 R% n2）材质：TDK PC40 或同等材质；9 z+ V# R$ q! @0 V5 Q( ]+ B
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
- M* k& C6 x8 @- N+ p4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
5 R+ O1 F$ @% e) I* ]( b5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
8 P }6 K" `: [) I, q6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
1 t; Q8 p3 A% X0 @- e7）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）)；
( h( Q- c5 V s# t& _' ^7 s' }8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
6 f( H$ y8 Q' U1 k% T9）成品要求:浸凡立水；7 ^6 o/ a7 s5 m' C7 |4 ]7 s5 b* Q
8 e" l+ L1 I) O6 H* j" p' d- N8 ^
3.2.3 变压器参数：
_0 w [1 t1 R) G$ `$ F q, b
- l. m% ^+ C; h/ g; U4 y2 [! M. t! }; Y o" N9 e
3.2.4、变压器结构图：
6 N7 v6 `$ }/ W
% i6 D+ H# ]& ^04、性能测评
5 ` ^1 E2 v/ e9 h2 b
3 o( s; @2 k5 a. X! C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。
" O) x4 g$ p6 X1 h. t5 y# d- v! G+ Q: x
4.1、输入特性：( ^ c1 U5 p2 y5 R" \
/ P# v9 e8 R( [! 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。0 A' `! T4 {. ^' D' t
! e* i) M: S0 s5 p( ^
表1待机功耗
- d! |, Q: T$ D/ d0 N
8 {5 Z; m3 L& g表2 输出100%负载下的输入特性
; s# L2 Z$ C! M) b9 C8 D8 C
5 e( _6 m/ F4 Q A7 N# `& ?9 L4 e0 R4 G
; V5 }8 @. v6 z0 R表3效率测试（PCB 端）
2 k8 N# D8 K& j% @, _) z4 |
: f4 [6 s- ~8 T# J% t; W) q [表4效率测试（20AWG 1.6m线端）* ^& D% M5 f0 H$ }, N
* S( {4 {7 c7 e4 N
表5能效等级评估（线端）
4 f* @+ D- r3 [6 \ j5 }/ i( Y/ T# c, o
4.2、输出特性：
6 i2 B7 C1 P7 C' ?- K5 P- X, [8 y7 W0 u: I/ `; [- M
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）( m- |1 s. G; H) i- A @
; x8 b: b1 b' u4.2.2、输出电压纹波：0 [+ F" u( W# s+ v. ^
! v$ T8 C# L' L6 C6 X" k7 l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。
8 x( ?6 S g5 a% ~: s- R y
" H% Q2 @$ r2 l! Z
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 9 C" k2 m- p* j4 e# L8 P" d
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
! ?/ C4 F( p. m0 k# C; P6 e
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
- @! y0 W' K/ A% t y
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
2 H& J0 l5 K( w# R8 n/ k, v4.3、保护功能：. L8 H, r. z9 M2 @" L
5 J# Y' l2 a! `7 {6 p$ c以下涉及过流保护、短路保护的测试。
. z4 U# u8 l* Y! h; \% |+ u& ~4 Z I! o
* u0 v& Q6 M; }0 l4.3.1、过流保护：
, f8 Y7 M' ~ c8 P2 F- c# W) I! j# ^0 M: y" E1 b4 g" {* |
4.3.2、短路保护：
3 S* P- ]6 A' x2 f; e4 b$ r; i8 F# s9 ]! I, y6 n w
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
/ s b; I. c! [) [& J9 Z3 c* d
; k4 T5 L8 ^& P5 d! O3 i B) s8 `4.4、系统温升测试. Y* ^0 T4 E* ^$ u4 p# o
+ j8 q1 \$ T' {3 @$ b
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。: Y8 J Z5 \) H k. X _/ `
4 v; D* J3 z2 G* K0 V
测试样机及配套外壳 2 @. U2 D* x$ V$ A1 P1 A( ~
6 H2 y, [" Q: K7 |. a+ [4.5、动态测试：" B2 q9 ]( S `+ ]2 d
- ]7 L7 p5 E4 {( l6 v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。
5 U K$ w/ @$ v4 m+ H; ^& { r
2 X' z' z7 {( ~3 \2 F6 }% K
AC100V 5ms
$ d) f b' }" J& c4 d- D$ {
AC100V 10ms 1 N3 y A+ j1 s6 L8 M9 [
AC240V 5ms
4 S" A1 G' G6 l6 Q
AC240V 10ms
- D8 O$ y- M1 i( W3 M' I1 a7 E4.6、系统延时时间测试：
- F7 i8 s' K2 v# P
: L, \- w3 i7 ?
# g# s6 q% f! J: l# y: C7 C
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
- O/ ] k8 ~. E
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
8 d& Z% ]/ l" ?: J) C- T0 W/ N
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
5 C( G, x9 g; D- `: E
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
# }- W, J+ x! x* l/ p' G1 \ X2 N# d4.7、其它重要波形测试：
' M% c! p+ @ w$ D! R; ?9 x6 f2 K% W
+ g9 m4 R! g3 s$ B6 D8 E0 `4 `5 b1 JDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
1 E9 b6 L% G% f( y8 g5 J! z* j$ P N* X7 T7 h! U8 U
AC90/60Hz，100% load * a' @* ]' z. a7 z* i
AC115/60Hz，100% load 9 z5 C7 S7 f+ |1 X9 J, O
AC230/50Hz，100% Load
* [1 i6 h$ b) ]- J) Y! `9 @' A
AC264/50Hz，100% load : ?% j! T& e7 F' r% e j! h/ [
其他波形测试
( [& X0 K! q" w; c
; \6 @; ?/ t/ U* }& k" l
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 4 k' y1 D1 Y8 A0 S# e
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
1 w1 @% D4 j; N( J9 k" y05、EMI评估测试
" [; l# E8 }) P3 Z, p
; c) T, N6 W$ j7 q/ C! {; v# G测试条件：
7 t/ M) w Z# G6 ~; C; F输入：AC115V/230V/50Hz；
- q, y: r9 S, A8 e( ~: I9 y( n: i输出负载：使用大功率电阻；
+ `( s& b) H* f1 j限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）( x9 ~5 m* f: Q3 |$ x6 k
AC115V/50Hz传导L相 4 d, D- Y# ^+ }) u- N
AC115V/50Hz传导N相 - W/ m- M- `1 Y4 C. B7 K- K U
AC230V/50Hz传导L相
$ C$ K, I7 k {+ e' P4 {
AC230V/50Hz传导N相 / \. v% v# W! r; w! b
AC115V/50Hz辐射测试
$ x& i' a; g% X& K$ A6 W; R& K- p
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