本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
1 d4 X) R; d+ h: b' h: U8 v
' G% z- S! \. d% t6 O; n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！
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01、样机介绍
- m1 C0 k- M4 {
C2 w* G/ u0 b1 l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。
$ E8 i& j: x& T# v: N# W
3 ]- k) Z5 ^* f7 wCR5259_12V2A 工程样机示意图 8 b% v; d. e5 S5 M, `
CR5259: E: V) Z3 O( e1 |( k
- x- }5 z1 e. R% }# i. q6 a* |7 |
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。" h9 w; t. s9 X! d1 {; v. [' s% T# I
4 H# _" B5 {. r; m' F
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。
_$ y2 \% ? o+ p% a2 n7 `9 j; R3 Z) ~
芯片特性, y9 e- d; F0 U4 b; ]7 P3 R
! p9 A" Q7 M4 c' { H# d3 x2 ~● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
?) g+ v4 o0 G* y8 K- l● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；& e6 G5 ?7 u6 Z) w' I& G+ n
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
. [! z9 W: K( [; T* `● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；' H/ U& K; C0 u
● 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”* _! w# S0 {0 S0 m2 a5 G
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
4 S6 L, X& b: r* n● 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。 f$ S/ {- ^" }; ]$ h6 x5 G5 t
! q! w6 _7 Q* [; Y
基本应用
$ ?9 g& D' X* b4 v
/ A9 x" T: z% }) J; V8 I+ [● 电源适配器- K% H4 [& o8 @8 ` h
● 开放式电源
+ @ d }! |- H9 }; ]/ ]● 数码相机和摄像机电源
, k" W7 D8 |6 Y: s● 电脑和服务器辅助电源
7 @8 |& O: T+ b. s% N* B● 机顶盒电源5 g1 f1 J1 C2 a8 E0 T
● 掌上电脑电源
1 U; B, l5 Z: a9 _/ A- a2 i2 Z$ z3 ~
2 h! _9 H- o( t" C6 K# V2 ~& J1 s, k引脚分布
" Y K7 ]3 y: g: w$ X+ `
. m' n! p% e9 _6 r4 @0 t
" b' z+ P: ~8 ~$ H) A" k& G( \* w' u典型功率. f6 I+ e! L& I& k
2 i- B% t) t. f0 B& J0 [
( Z' T! j6 h0 i; P G
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。# X) q% z) V. [! @8 }
* {0 e# |8 |0 }3 [
引脚描述) T Z0 {: j) V2 \' ?
) b* T1 F" o% |' d
; Y( T) n) d7 u0 A: }4 t; F" a: J% g6 E
典型应用' \! _& F6 x1 e/ T4 w/ U3 w
/ b" T% F5 ]8 f: `
1 x% N+ U: _/ x ~, \3 i k3 @5 a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。; x& k* N7 g3 g5 S1 w
* ^% w2 r1 I) P" ]
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。
) A8 ~6 o+ S+ \7 t' N
1 T5 o" v% f5 Z02、样机特性2 ^% j! o1 P0 [6 E6 m3 Y% M
' t" d' J! J+ h3 l# J/ v& M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。
. F# n1 Y+ s1 f3 N. l, h- m, I- ^+ }2 F# N4 I
2.1、输入特性：
- R; \+ W. B+ N1 p* ?; D; M
5 P4 P. N: l& |" l3 w1 C2.2、输出特性：
+ j/ N' Q5 }9 e. ^) H& w! e
0 @9 s( z- O( H: A: C$ M: z) ~, Q2.3、整机参数：
- ~/ S' M! ~6 |4 |
9 M3 F2 @ B3 i0 @2.4、保护功能测试：
, Z: r4 u+ I( e; C9 X" {- `" B) G4 |; C# G/ H8 I1 R
2.5、工作环境： f1 ]4 ~* j$ |. {$ c0 ^3 A
: w) H9 i9 r) x8 A9 G
2.6、测试仪器
+ x7 P6 t& f. b0 {$ r5 O, g* N3 L, k3 A, h$ P
03、样机结构信息
; u4 f d9 p q0 z. w/ f0 j
( e( {* G) G; g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。. b& h( `; E( m
* q- L1 n$ I7 [% l, ]5 D
3.1、电路原理图及PCB 版图：6 Q% y: V: W0 O2 L
- j: A3 E+ Q* d
（1）原理图：6 J& g: h G% I0 \; H3 Q; g
* v9 p* B3 Q+ H
& C5 U( u& p2 I6 \" E
（2）PCB 版图：/ N4 p+ g; o& w
1 K0 B8 g! H G, [7 G$ v0 a1 }
8 J! T2 s6 t2 i' H0 l, s3 v( r1 j l: n- e a7 t' Y7 Y1 O
" D7 {/ B& S" a
3.2、变压器绕制工艺：
( B4 v) P$ F# C1 C5 P! p( Z6 @/ t. M/ h; a( z P2 ^
（1）变压器电性及结构示意图：
- W. p/ h+ j$ b' G" R. ~# k
8 [5 C2 A2 g2 Z- ?* x0 q" P. t（2）规格参数：+ o# _' {7 Z4 W d, m
: s0 g) c$ o/ E# a3 Z1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；; [, A) ?' s; \' g) z
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
7 X& B% F! b% F5 B0 ^3 M9 N- M3）初级、反馈: 2UEW 漆包线, ^/ q8 x- {. F0 S( V* t' C1 w: ]
4）次级: 三层绝缘线
3 a+ D: D# B/ Q+ P- m) Z5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质3 w& D; i h4 H. w# B
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；& l5 j" y. v( c9 h+ }9 E# I
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
, |1 x; Y3 B. t& G+ _3 N5 H6 x8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min$ G0 Z# h# K) p$ P4 F
9）成品要求:浸凡立水+ C/ W! ^: ]) Y' O T2 s" U% M
) M3 r2 F3 N0 Z8 ^$ ~0 z$ B
(3)、变压器参数：( p6 F3 X" ~1 p! n4 z. B0 C; b
: @6 w* O* x" h/ @. i: d
3.3、元器件清单：- Y+ E) q# `& B4 F. y! i
8 {/ Y+ G7 n. r! ]. R" S/ j' ^
/ x3 K F: k; u+ [" I
04、性能测评. J' G$ X! a; A/ ^! G- w
. n2 S& t* F5 h2 Q! v9 ~7 V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。
% e$ I/ X( z* I, S$ _7 l: T2 ]
6 n- O p4 J3 o4.1、输入特性：
7 R! o- ?6 \$ Y) t4 w& {+ ?" l; ~9 \
O/ g" Y# b6 A1 c' l" u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。
2 }6 q, n8 Q8 G% r7 `
. a7 f$ g3 x' R表1 、无负载待机功耗(无假负载):6 J/ j% {1 J, P' P/ O$ P# O8 W
4 A2 z5 I4 ]4 T5 @& ?1 l- P表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
+ N' h% `/ B5 } ^# s3 Q' k5 u) v) P. P2 `+ F9 s
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
5 H6 {" Y5 K" D
& |$ i, u) |( M8 t表4、输出板端测试的效率特性:
% M- ]5 D& y8 C* B* i% c, ^. b% z, b' X1 v1 J) a% |5 {4 P
4.2、输出特性：
7 i W- R/ A) V6 ~8 _7 i6 u( x+ P8 G) q2 O
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；5 R4 X+ G% `2 L/ q0 |# Y% f
& {( ?- F& J3 {' ^) s9 \4.1.2、线性调整率和负载调整率：
# t- t8 T' Z$ {
! ]; Q6 R, ]: {3 ^表4 线性调整率和负载调整率:- T5 }3 G9 v+ d9 V4 @/ p
7 F- Z9 o+ R: g C: D. \4.2.2、输出电压纹波：8 W- v; G' j% C0 T6 u7 |! U$ o- a
- I$ K7 x7 V' v$ C. h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。
& y* b: ]7 O3 r- c0 p# n0 |0 I+ C# T7 A1 r; t
表5 电压纹波测试4 N- O9 F- g9 O+ x
8 y6 P5 ^, M. [/ o1 W纹波噪声波形图：
+ ~* V/ U+ \+ L O7 A6 ?3 ]8 ^6 p! S8 O8 X$ F0 h/ F- T
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load + o: }1 D: r( z9 O
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
( B/ I# O5 M* J5 E1 a) |( m1 oFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load ' p/ [* @! h7 o
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
9 T1 f$ W, D* |1 \. E4.3、保护功能：7 w- e0 Z/ _. e5 J U* m4 Y4 x+ B
) I1 G, D/ Y; }% y以下涉及过流保护、短路保护的测试。- ?3 v3 ?8 I- S2 F5 k
# |8 w1 Z) I {8 n# m. u4.3.1、过流保护：
1 E4 {/ ]7 x l. g
2 _4 v- N% {5 ~# x4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
! @+ T# J2 z1 D' A) |0 L
( Q" g; p3 C" e9 o% f4.4 动态测试：; }! a7 k' _* ^2 s( F! }( T- E
5 M+ @" a9 l1 \3 @$ g( }$ |' @4 X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。- m Q1 h. V, M. X: W! E/ z
1 a0 s7 l0 Z7 L8 G7 J6 q# D" o# C$ k
( M8 r1 R( M+ L
AC90V @ 5ms 0 n. S. h: S6 B
AC90V @ 10ms
/ o1 q' C0 f) H/ b) M! jAC264V @ 5ms $ b% Y2 X& ~% R2 t
AC264V @ 10ms
{4 R0 }7 m- B4 S ]4.5、系统延时时间测试：
& b; @( }: G) Z! h4 p! a' C2 p" }
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。2 L i ?/ H" ^' V9 q; c1 [* _3 W1 l
% x' S( }2 J4 U8 u, t) h) D. T
7 k' N( d+ Q1 L
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
+ H2 X8 z) h+ l* Y- }1 nTON_DELAY @ AC240V，100% Load
0 i! d0 W7 i5 xTON_DELAY @ AC100V，100% Load
R4 Q/ ^* b" l8 r" B" NTON_DELAY @ AC240V，100% Load
# H% f+ z$ x8 P8 j3 Q' X. R! sVOVER_SHORT @ AC100V，No Load
' c" r! `' d3 `' U$ QVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
7 n: l- i9 W: t05、其它重要波形测试
" w7 @6 D; C' M/ V
/ A9 d( R2 m; f+ n5 l6 W& h# z. QDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
- ~* A {0 o d* {/ m) O, K$ ?/ i( x* F
AC90/60Hz，100% Load
$ o2 m* ?2 V# G& T) P8 W6 hAC115/60Hz，100% load ( a- P1 ^0 \6 z _% y! |. w8 L
AC230/50Hz，100% load
+ |1 F& s: Q: i! u: ^, vAC264/50Hz，100% load * {8 [! K6 F9 w) Y2 m
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
' k1 O2 c1 k6 k7 R$ c: r5 HAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds / K) q* r* x `( x+ \) p6 |( O
06、温度测试
0 ?" G7 |5 g, I+ y8 v. V% ^; P0 N- _
测试条件：40℃环境下满载测试。- k4 D/ B; i5 ^* ?6 @$ {- u. o6 Y
! ]% R6 Z3 P7 A+ [' T3 U6 n4 y3 K! |2 A1 L: s% [) B. x
07、EMI 评估测试. m3 G1 [& x: A6 n4 x# k3 }! o! M
, k6 @3 ?! c n测试条件：+ [$ i4 f: q' q6 Y8 }
* c+ W8 B9 G" N, J+ c
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地0 p. S2 R6 r* y, R$ E
限值标准参考：EN55013、EN55022B
3 Y7 S2 j8 f" P2 i& i8 g' X
3 p% ~0 C% g3 k5 \传导L 线测试PK+AV 4 Q* I# O2 O# Q- Q
传导N 线测试PK+AV
2 ^. ]- d( t, Y* X2 Q' J. E辐射测试PK+AV
2 l" c: M1 P \$ ]. @输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地5 G8 u2 [0 \' S
限值标准参考：EN55013、EN55022B. A% v" ^. _- {8 q5 F5 h
% v9 u! ~7 }9 [. C; E传导L 线测试PK+AV 5 @( ]6 _ @2 a$ c
传导N 线测试PK+AV 0 K& X" g0 z6 ~
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