本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
5 q! R/ j9 s% N- |& m! f9 P i
+ g( E$ N; L4 @( l" s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。
( }& t% ]# y0 l( \ Q& U" O$ ]. r6 K/ V6 {0 c
01、样机介绍: x5 @; J) U+ ^1 z
9 N* d& V! ~$ Y1 h
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。* p6 `/ L2 E9 n) U( c) g9 K5 |
% R1 V; K/ R9 P+ R3 d
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
4 {) x% ]' w% G6 a) A! ]2 }CR5269SSJ
% Z1 \; R* `) }) j4 W# r
8 F: v6 c& ~# N6 dCR5269SSJ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。, G0 e9 }- R4 R+ k: |6 }8 d0 c
/ G X0 q7 {+ I- t( j3 i
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。
) D4 S9 f( L# v- H! w/ Q4 x$ a. H4 p: l' o+ A
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。
e# j; w1 }7 Y# t; P4 \8 ]/ z- ?" M
芯片特性
% L$ }& G3 L5 I4 \4 k' e- E; b9 ^! L2 z
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；" t s `0 C" `4 J/ o0 z% [
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
) U# e$ I7 y* x# H. m$ x& g● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
. Z2 @% b" m% t; Z( c0 k● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW； ]) ]( B6 F( d% L
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
, f }* v/ ~" R/ B) i! H● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
7 Q2 C2 o/ D: `: v! t' ?● 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。
% h4 K! K% k. P& f; v* L0 O8 e+ I* _0 ?/ \0 `5 V
基本应用' Q- D. d! j( G* _$ `
: l! g- H; n1 u, B9 I9 z% K* x( Q● 电源适配器
Q& j6 g. N, m5 Y B6 B5 s● 开放式电源
, }9 B0 w9 f# L0 _( W● 数码相机和摄像机电源
/ w' O0 h3 q3 J0 l0 t$ {● 电脑和服务器辅助电源' R% a2 R3 _% g: A
● 机顶盒电源, _. B8 e; e S/ ^1 b
● 掌上电脑电源
3 Z0 y$ H$ E7 a) }4 b7 n( U' X: c G: _- B- M
引脚分布& c ^0 [* \0 F
/ { K% @& `( h/ X, v
/ ~! c) ^. G5 n1 E. Q N
引脚描述
" g: Q; u0 b" q+ m H S$ y' v
, o7 D0 \; `$ F/ w$ D0 G% w4 B' \% s) C
典型应用
X# S" M3 y' i6 a) Q! Q: h; E: \2 i
CR3017L芯片特性：' k, W |4 A D4 |" m
4 s3 g( V! a2 i3 O! M1 f
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
l$ ]3 Z d( B5 o● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
& X: ^9 C5 x" s7 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。0 _! w6 j' n. l- ~+ b
1 `3 Y/ w; W$ p; T9 }
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。
o7 j5 r$ b/ O1 J+ u9 }8 G( \! x7 |; C# @7 U0 z4 O. e% ?! H
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。# a; u( n6 \0 o/ d" K
9 F. i- |4 C/ G7 T/ k: N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。
& G0 h. Y* q/ i! U$ s M, O+ y E9 l c @, {: n. b
02、样机特性: A8 G1 n: @& E5 W
. \; v- X2 o; H2 F5 @: U7 G2 P
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。' Z n( w4 s* S0 s1 O& |
- S* A: v [: Z2 t4 z2.1、输入特性：
' K0 _6 D: ^; p8 J+ G- s P- {" h0 S; a& B
# \1 ~0 _8 H. m) B3 X+ }
2.2、输出特性(线端)：
+ v9 r6 H# N0 ?7 v* ]' O
3 d0 b( s9 R% m" J1 B* c# L1 w2.3、整机参数：6 c# q/ d) T3 W' F9 n
. z7 q% P p, l: A$ m5 `
4 Y& W0 y( S9 U9 ]: m2.4、保护功能测试：
$ a% n, H, E! m& L% K; m+ b# Z
2.5、工作环境：
) x9 E# u4 `7 b4 `7 j
2 V/ m/ U/ p3 }5 Z7 Z2.6、测试仪器：. t- A4 u3 l/ r& P4 M
! I/ M( a; F/ P/ ~# X! _5 y" E
03、样机结构信息( }' ^0 W3 D! p. g
( B$ V, m a: s( y
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。
3 k: Z; l& g. A- i) H; T* |1 Z3 @5 c& b. B
3.1、电路原理图及BOM：
( j) Q1 P, u3 f: A' A
$ ?, |$ v, c* @& e3.1.1、原理图：
5 F, x) N7 `( w9 i5 V; q& Q& N! g4 S1 \5 Q- j3 a
3.1.2、元器件清单：+ S& Y) ]. Q8 H. V) X* n. R
# X- H2 g: g$ t" C: U/ ]4 H
7 g* U2 r! J! j; Q) M0 |3.1.3、PCB 布局&布线：
* q$ `, z/ x1 V \) C, A' T! J" y" Z) Q* b
PCB 顶层布局
9 U6 f, z- R2 U# A$ h
PCB 底层布局&布线
3 h* J" j5 M& k8 o3.2、变压器绕制工艺：
* h; c5 P$ }' s! n `9 x* U
8 e1 u# ]( [0 E7 i9 K( s" L. o; s3.2.1 电路示意图：
9 a9 R* I/ c$ z `! e) w$ i; ^/ N( _+ H) v' N/ i5 u
3.2.2、规格参数：' S! g& `5 g3 j7 Q
) p5 k. n$ v; G) b/ i# A
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
4 N1 W# I l' w9 S3 B. x6 M2）材质：TDK PC40 或同等材质；) o m5 Q" ~$ U9 I* h
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
) ?, v/ X0 r$ E6 F' Z: U4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
! |9 j( h, f4 U s5 _5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；# x; T! M _2 q
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；: h/ M. Q9 k# p7 ?2 f, {% b
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）)；
" `7 V2 o+ Z! t3 W: t, i% ]9 B8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；+ R1 i- [- `- ]" [, Y
9）成品要求:浸凡立水；# Q: r0 d' o; u
, q' F0 _7 R: R6 j, U% m
3.2.3 变压器参数：9 v! T9 a# ]2 `: X; j
8 L. I5 a$ a" K4 W3 W9 l
4 d$ F. a( ?2 ^' f: i7 A3 F; p
3.2.4、变压器结构图：- a( I- B- D- e
7 t$ m2 X F5 N8 G$ L
04、性能测评
# W9 D# U- W* A
) {* ^4 ?% X( D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。
8 B' p+ L- s6 A" D' A( E% H- `% f6 j" i0 \. o5 ~! t
4.1、输入特性：, r& e" Z1 Y; V- s: A8 C4 T- G
7 m6 R/ U# d, X$ m/ }$ H
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 Q) n+ g- K5 s' e# J
- u! v* g; u0 z ]+ L# _0 J表1待机功耗4 V5 e6 U0 W2 Q# W
1 X* d& I! E' U
表2 输出100%负载下的输入特性
, @ J, I; I3 F" ^. g1 i' E9 J3 h4 c7 X1 O0 Z ~! o+ Z" F9 s
w, \: \ @7 Q2 j: D表3效率测试（PCB 端）: ^9 W" c2 j, H! T/ I+ u# I
9 x7 d, q% _9 }1 v3 k' @表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
) v! |) d/ e, a P4 c z8 H: s* ?& [+ b( c7 S( n" d( V1 |
表5能效等级评估（线端）
2 A0 {+ V8 _' k4 C
) x0 n9 F( \1 m: _, b% ~4.2、输出特性：
& R+ d3 C8 L8 p: U- j
& y& x7 B' ^+ t9 b4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
. j% b$ [: H+ j+ P3 x6 z$ S1 M+ Z2 {! c! b7 T3 K% }+ M
4.2.2、输出电压纹波：) N; J" Q" X& U4 l9 B) c. g5 P) N9 S
* W* O \: m1 `" 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。) j, N9 ?1 i( R- ^( y# ~
" l% L3 u/ V4 P* P
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
) D* j( q5 {: V' i+ s- `& K
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load - V0 e( _% B' L$ R9 |$ [
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
+ r: Q6 A* Y* G9 O
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load ! }3 v3 I- @" Z- |6 H
4.3、保护功能：
1 g; q% J$ H7 B! ^) ]0 g- S7 k
; t; q5 A9 ~9 C# Y) I- R以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 e8 _9 h" D% }; ^/ Z1 b8 j( a; K
7 g& X9 w% e2 z: S% m( P K4.3.1、过流保护：
* q, d' b8 X: t# }# @$ ]- l( n. q9 H' z1 c4 I8 O( g% j
4.3.2、短路保护：9 U* Y3 I7 w) q; s; E; a
8 e7 C( O6 e8 A* x3 f/ r; K- `2 J% @功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。, {; i3 Y B( r
0 x' x$ t8 p! a. [; z, C( Q
4.4、系统温升测试
7 q1 C1 m5 ?+ Y1 u
# s* }2 I% N4 }7 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。
! S M& j+ g$ S8 A0 e' x# e6 J! D
测试样机及配套外壳
& Y1 i5 g6 s% f b0 S: f( t9 V9 Y, B; x6 W
4.5、动态测试：2 g' m# @6 E, q
6 o6 K. o8 M+ m# ^8 _. C0 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。( A' b. k: Y. e8 u
7 X* O2 c" E. b0 G
AC100V 5ms
K5 H) o: C4 a0 b3 N- |& X# V7 e
AC100V 10ms
. S1 O, x- h! E( M% a
AC240V 5ms
3 {& B1 {4 M4 G, W8 d; r
AC240V 10ms
0 e! Z4 W3 T2 w$ e( }/ ^. J4.6、系统延时时间测试：
$ A1 C) N% ^$ m3 W& j8 d% ?! H
' B9 b' W6 p, l7 X
0 ^- a8 [1 K4 F4 J, I& N$ o
TON_DELAY @ AC100V，100% Load + S% J4 h8 T& \
TON_DELAY @ AC240V，100% Load # w$ v5 Z( W8 u% I6 l- r* L4 Y3 T% q
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 8 ?4 r& v7 n+ q. Y A$ z- {
THOLD_UP @ AC240V，100% Load & @9 U+ A/ j5 G8 m/ F( | |+ p& d
4.7、其它重要波形测试：
, m& L+ j- s" @9 B" w" S
5 D: T5 Q; j* [( l. }! c: @DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
5 m+ s7 }$ H5 d8 a2 K2 N2 H0 ]
% b/ f [' `2 y s. Q# M
AC90/60Hz，100% load
2 h1 Y& Y6 J+ F; `) ]) z$ S
AC115/60Hz，100% load * Q4 c0 S3 `4 }
AC230/50Hz，100% Load
2 o' y- J4 [# B
AC264/50Hz，100% load
+ Z# @; G" e9 s( @9 j. V其他波形测试1 s' F% W5 Z. ~# F6 [
6 Y/ q( e; X$ r
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 4 B3 ]8 T) g: g( U
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
3 @6 ?% f: q# B5 t+ b05、EMI评估测试4 d, A5 o: s0 \6 ]& D% v6 e2 a% _/ ^; V
0 W( E# L) n, w% C: R
测试条件：, @" _0 h! K8 `# h' I1 f) T
输入：AC115V/230V/50Hz；
' G( t5 ^# P: L输出负载：使用大功率电阻；) ~' P2 [3 H2 M) j- K
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
( F$ R- i Y) H% w9 F8 C8 M7 l
AC115V/50Hz传导L相
: c1 Y0 x& ~1 M& m# o5 m/ X! u$ e
AC115V/50Hz传导N相
/ @! f2 T& Z* U0 n
AC230V/50Hz传导L相 # q* i& y; h$ \5 T% ?6 N1 l* s
AC230V/50Hz传导N相
) R' a t: g" W3 {- X& H
AC115V/50Hz辐射测试 / U" F& E7 i( q+ J+ [7 {* h3 Y; z
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