本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 - M( K3 V: K. k/ B$ y5 I
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在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！; Y! y2 j) }2 i7 u" j
' Y+ H* T7 Q' @01、样机介绍
) F4 J& h( v' q; Z) i7 B
9 V% _( ^5 {( X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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。( Z) ?8 F3 F K2 v( a) a- d: z
9 r2 A% d+ x3 I: x' A. ^CR5259_12V2A 工程样机示意图 Z/ m2 j5 J% o
CR5259
( ^/ b8 m: `3 f1 [% s7 t3 r; h5 @7 b# W
CR5259是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。
; @1 Z) Z) G: B! j3 A
6 u; _$ k" I: t; z- o$ y9 M5 W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。CR5259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），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。6 D, t8 [$ O1 Y6 Z0 W- v( g9 K
* d, S8 Z/ ^; h9 M, I* C- A$ U+ Z芯片特性
# [1 P- b+ w) z4 {6 q: ]; V* t8 z, F8 x" V
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
& d6 ^( A" k# K+ W● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；9 D4 ?2 r7 L. C1 K) e
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
0 V+ {' i& ]. F0 O● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；4 q1 y4 H! E1 v8 i! B
● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”7 I% C, Z3 f i" D( k
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
9 K) ~2 y5 v8 i5 i/ o8 j! A+ q● 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。
; k! v1 J' S' o2 ^- E8 p
2 Q: Y/ q6 I, U0 g0 i3 q基本应用
, D Z6 L3 x T, G: q( B$ T2 n1 z7 Q2 [0 N3 k$ u
● 电源适配器! U" p, X. r! o9 E
● 开放式电源
. M! v. o: C$ i6 v3 d( v/ A$ Y8 Y- r● 数码相机和摄像机电源
; Z) o: t) d6 R2 S0 b2 x● 电脑和服务器辅助电源
/ B$ ~4 F. V; _' _- U1 S/ j* d6 l6 d● 机顶盒电源
" i3 } f- {6 X0 K- d! C3 W● 掌上电脑电源
0 R! A5 F: I) K
% J! [/ [$ j+ x; Q* ]( p引脚分布: W) l4 }/ g. m
{- W+ u* r* k9 w" J! s3 w8 C3 i' p
: q K6 b8 h6 d# u) v
典型功率( ~! o0 ~; e' d
+ k' q7 p- e, a: z
; a$ x# g% n W0 o0 x* U
1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。* {3 E/ J U* B* f. y1 y( {' z
+ J) B9 m& U( v$ E' x8 ^引脚描述. c, {+ ?: q" b+ {* d
% A8 s3 e0 w0 G- ~
: C; Z% |# w, P0 A/ J2 P" J
$ x( N( t& a8 _典型应用: _( |8 H$ d7 n& Y
: u" G( ]; O: K6 r4 A! X6 h* ^& g8 T) M# U0 R2 |
该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。
; ]: W3 N t* t5 z9 m- M( E! b, s
+ f- |" `: { c6 j样机的变压器，采用了EE22加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。2 n% a- L6 b! M1 x* c) v
4 c7 ]4 n9 M% r. o* r# g/ G2 B02、样机特性 ^- Y$ m. c9 H+ ]: C7 g" E& e
$ G" `0 y& `+ n$ ~- N0 [- `- }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。
) Q4 X4 A& k6 E: _0 d
+ x3 N% f4 [/ w& h. a; m. R2.1、输入特性：
$ P* h- ?1 I' m# E" d5 a6 q$ B; [1 `$ c0 p5 P
2.2、输出特性：
2 ~# l* P1 O) I6 k
$ m1 k0 c- k( {1 I* X6 q2.3、整机参数：
$ ]9 B* \3 k* ]* w
9 L4 [$ q+ s& k- Q2.4、保护功能测试：
1 L& F+ K6 [, i0 @: e- I. ^/ b# B" g: v( I
2.5、工作环境：$ g/ [2 M2 }. T$ O) T& }& e
* Q/ H5 H; A& u5 n# J1 @+ e
2.6、测试仪器
* E( s4 J9 [$ ?7 j' e' ]* |7 g d' {* s# v0 c( [- S$ P" u$ ~1 {
03、样机结构信息
' l" ^5 _& w2 X6 G! \% X" h) g# I! E h# @# T. q$ F8 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。0 M# f9 U4 _! a# \ @- ~5 a: e
|& H) k# r5 {+ t( P3 D" p5 K3.1、电路原理图及PCB 版图：
' d' V7 M5 A: @3 r8 S3 z+ f- ^/ W9 B/ ^/ A4 b$ w1 r
（1）原理图：1 s; I: D9 f/ \% Y* l
1 Q X. _0 m. q1 E
: L2 j$ z% C J. P, l（2）PCB 版图：
( ?& P5 K% h/ ?7 y* P
! u2 q/ X# T9 Q* ^8 e5 [9 d1 p4 F1 f" |0 f* H
, @$ z4 [" t! `, S# B0 {1 B- f% j- i3 J
3.2、变压器绕制工艺：
0 Z4 o1 e A( F' W' a$ D- j8 H
1 y, \; b% R/ K4 p& [7 r! [（1）变压器电性及结构示意图：
2 q) l" e0 O x5 W, @
) m) |, O8 ~, Z: [! p( J（2）规格参数：
2 \, n2 ~1 w6 X. S+ I4 V' E+ C7 {" f# _, a/ `, ]6 d
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；' _ |5 F! h; B, k5 t' T
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
2 y: V' r- N1 P9 y/ \3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
* \5 a( U g) S* `" ]( A# s4）次级: 三层绝缘线
* w5 m B6 v0 P1 s" F" `5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
$ l, ]: @2 Q5 t' C: a6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
* M% r) S% z% M, _ o/ B7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)5 A' y: V; R2 e' c8 i- T
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min1 K3 W3 u5 G4 J
9）成品要求:浸凡立水
5 B1 Y8 P' M! S: f) o3 L# w' ^2 e0 a$ u q0 x7 d
(3)、变压器参数：
4 X3 E: x, u2 K. o+ H5 u" F3 V$ R5 A; Z2 R4 [
3.3、元器件清单：5 n" L9 j% F7 f0 w
8 d7 f* }' n$ S1 H* t, l( R# W5 t |4 E# p8 |$ S! w
04、性能测评0 ]3 Z& |; v5 p( V
# w, ]! G8 e8 `- n* I
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。, X7 r1 q) C- A8 n5 T
% }3 O% t2 J7 Q: p4 G: o& ?9 {. K; X4.1、输入特性：. c0 l. R u0 j( y9 z8 k f+ ^
) m& Z4 M ~) k& r# G0 l本模板经过在不同的输入电压(从90VAC 到264VAC)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。% l+ b, l1 g q6 F
3 q+ E; [+ e: p8 K& C/ n表1 、无负载待机功耗(无假负载):
8 ~; p0 I7 b9 H+ |+ K# R2 }7 d M( U: A$ U! V! ?% o
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性9 ]8 Z2 d! _: _' Z
' J2 f& ~ q, f表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:% I4 T( E" B1 Z+ g0 ~
3 l" N! D1 F: ?- B% i( a! e
表4、输出板端测试的效率特性:
. {1 }4 g, \( H( s& s
) G5 g; H* ~6 R# p4.2、输出特性：3 P) G B" }2 a! ]1 Q- {/ E
, k1 Z& m6 Q4 Z4 u0 s
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
; v; k& z% @- W5 q, f
/ T: s5 ?2 C( X; m- j4.1.2、线性调整率和负载调整率：* J2 R t5 w' y) f
) u7 ? L+ u3 g3 B* C/ _, ]表4 线性调整率和负载调整率:: D7 d& ]8 ]: {
- ~# y( i- B+ e5 j+ }
4.2.2、输出电压纹波：# K/ O) q6 {4 J M. M- _4 Q8 C
) Q. U& J- ^0 s/ X$ z! ^
注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。
, F# o& R0 Y9 V" n/ W' o6 g, ]2 x) Y G A3 Y C3 h5 t2 R" @3 T8 w& V" _
表5 电压纹波测试
% F; W- {) }9 r1 g) J' ~
8 `* u5 d# z+ ^, D/ Y纹波噪声波形图：9 s/ _% a! V) p/ p: J7 L: _
! ]" Y6 G5 u3 |' E4 gFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load ( B2 r$ i" ?( \* _* h) B/ r& z! w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
" N) ]% h! w7 |& M: f+ F2 F6 ^; d8 UFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
: M, H& t2 l+ nFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load % D; M g% v+ U" v" B9 ^
4.3、保护功能：
+ i2 b6 ^- ]2 T( @6 V) C: Z9 R& ^! c) G5 s' a% ~" d
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ [7 D* t4 t. g
# }0 T( B+ W. ^4.3.1、过流保护：
2 c' o$ C. L2 K* q) u& I* r0 x& M) }; Q" p
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
+ \9 p$ W# z( D
8 Z6 t3 Q' @# j" \$ G; K! \: Y, w4.4 动态测试：
: G/ @, F8 A' w: u7 w0 v6 @
5 i+ ^5 K% U7 h8 A: N' P! O注：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，上升/下降设置为1A/uS。
6 `6 i- e( M+ t0 H! m: K; n7 z- g4 _* R# x8 i" z, b# a& d
) g3 }5 Q- j. @- F) m* Y1 CAC90V @ 5ms
1 t7 F' i. D- `! pAC90V @ 10ms
0 U* d- H0 s; H- l bAC264V @ 5ms
5 X0 a/ Z0 \+ g; x4 M; BAC264V @ 10ms + A, E0 q& V% b3 a
4.5、系统延时时间测试：% J. O0 x0 N: l5 K9 D! H, @
7 \( C" ]9 z9 P: M! G注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
; b% x( O+ N; t w h: b! }% \9 p% b+ P! l6 a
$ f0 r% X" @0 [, H5 ?) U0 X
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
& e/ }, B' Q: j y8 FTON_DELAY @ AC240V，100% Load
* h4 l7 g/ {" S# V$ I. ATON_DELAY @ AC100V，100% Load + J0 b; j5 R+ r6 r1 C
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
2 c: f' s3 [8 J9 b$ h8 a+ V6 C6 TVOVER_SHORT @ AC100V，No Load
6 c: [/ y% C8 H; A; zVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
/ i1 |3 q) P5 Z1 u6 D( l( M05、其它重要波形测试
% i1 _, ]) Y ]0 Y( `$ k5 m
7 P* H/ m6 u, H; A, A& a- e3 FDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
3 ^! ?) N7 \6 I! C5 P
2 t# X% [* O, RAC90/60Hz，100% Load
* E( O# T* \/ y7 I) S# WAC115/60Hz，100% load
! a- |; I- a+ D( \AC230/50Hz，100% load
9 s, p$ s( ]7 v* Y" WAC264/50Hz，100% load + o$ E% S, v1 ^ Q* I, ]# b V( w! }
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
4 H( E% T6 b( f5 D2 R% WAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds 1 R0 R* h {0 V% J
06、温度测试
% x8 L! `9 U3 r9 b7 f9 O( j8 B! d/ a# X( `
测试条件：40℃环境下满载测试。/ Y/ o6 F4 I% E- b/ W
/ i+ @; a1 l. _/ d& i) \" H9 M
0 t3 N4 H8 d+ c( H5 c6 B- h1 K" T07、EMI 评估测试
, z/ K5 N- H/ B1 n/ H/ S. q
/ E0 v; E g1 c: |3 c$ _; q8 @( z+ T测试条件：9 }/ Q$ k. E# R- j) x/ q
6 ?4 N s( l" J4 N$ o/ Z/ S* r输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
: `) ? k& F+ \8 ~/ l. n限值标准参考：EN55013、EN55022B/ c* u) \! Q6 }8 R1 J) |& a
6 h7 d: K+ D8 X ^) A
传导L 线测试PK+AV
( U+ F0 f/ t6 t9 @7 J传导N 线测试PK+AV
) Y A7 V3 D' q& w2 ~辐射测试PK+AV , q$ f H% C' K
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地8 N2 }/ \ M$ Q$ p8 a. `" ~5 _
限值标准参考：EN55013、EN55022B% r9 N7 N! R9 W
$ X( |& g5 e8 r& b传导L 线测试PK+AV % q" q, s5 k. `; c% z4 H& \
传导N 线测试PK+AV 6 Y( a' ~# [( W& f$ G
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡