本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
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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！
0 k4 f3 l. F4 v, d* R4 j. N
u( n6 x% r' a! n01、样机介绍
4 H# x ^) F6 A- @ u: {& i
0 c! T. J, s/ B; Q8 H& O2 r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。) I% S4 Z" n5 \1 F- T
+ ?& H& A& e/ Y, r' O- o) T/ E
CR5259_12V2A 工程样机示意图 + l3 b$ h* h3 o# U; j
CR5259' c" k4 {2 K3 ^+ x6 U3 l- f
# Y' l8 @* O0 X& @: ~9 X% g d
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。
" L& u! h' \" t# U$ ?
+ \# `: B! g& z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。
; _) e2 q" n# R# G5 K8 s/ W7 O0 P
6 V; e( _7 r! |4 D+ D芯片特性; E0 P [$ j8 ^, G- a& W. n
+ W9 ]; X! d/ N% k● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；% [9 Y; p& t; ]( K3 U$ x
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；2 J( J8 z; F; a
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; h+ Q8 [& H7 [( }( H7 Y! _● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；: W; g/ K1 j& T4 K
● 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”
3 G2 {7 B7 d$ ]6 D* V● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；$ @! g, O! g, V0 a {. }2 x6 T6 C, H3 a
● 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。* G2 L) Q' P7 D
" X9 s8 ^ [2 f$ {基本应用
3 ? a( u' S& d; U& D9 [' s$ \* e+ b8 V
● 电源适配器
0 @9 d l1 v: x0 I. |● 开放式电源0 s6 W% M' ~* w6 T5 z
● 数码相机和摄像机电源
6 O& j0 E" y9 o● 电脑和服务器辅助电源+ y& p5 q! T% }8 X* I' O- V7 Z# ]
● 机顶盒电源( D1 P* k0 @4 G( q
● 掌上电脑电源) K& B; n1 R: F, c: ?
. X/ h' v/ |0 G7 R9 e0 {. S- a
引脚分布% Z a* u3 J& x. d) x
5 m) G4 z3 H9 H S1 v I9 h( D
, _9 t4 v- m" U( v6 `
典型功率$ E8 C5 O& X/ @$ i2 T: d
0 J! n4 s) W+ @% C
$ I f0 f* J- u( S1、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。
, C- W! d0 @1 B7 D- r) ^1 D" h6 r1 l; m7 E, w% z
引脚描述7 c; o! |3 S$ Q# W; W
8 b5 e8 M1 s/ T+ K
( `; C' n8 i) e P! W& N/ t/ R( r% D) Z/ ]5 `
典型应用8 i7 T* y7 y5 x1 `" [7 _
' J' ?. M* ?. b( y& q c
; b- [: C; D3 Q" q. p# l7 E- J
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。
2 ]2 s7 y" _# I4 ?) }+ i. P" R6 F5 j2 j( q+ M4 L
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。+ v( {0 A% L% }; ^
) q1 m& M7 r7 g0 ~9 H! `
02、样机特性
. U2 `( E4 h" x! M: q! S- d3 c6 b* d8 }+ C, Q6 O( L1 V
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。4 n2 W) f) I6 ~# f. L0 U, n
7 p) _5 r! Q* B5 Q2.1、输入特性：
( P" U' J9 o2 C. B" ?+ f9 B. K8 w- l, ?" L
2.2、输出特性：
9 R G- o0 a; U+ F$ B; _: Q( m! A4 c1 U7 O7 l! N9 A
2.3、整机参数：
9 y2 N/ Q! T: N6 J+ W. N) j" }# m/ w- |6 W) `
2.4、保护功能测试：
; G, u# z/ y( h' c/ J2 h! r, K3 ?6 d$ ?/ L- `+ x9 L) R$ S
2.5、工作环境：
: P. \4 n# k6 W. U2 Y8 t
* L. W L g2 ]6 l: w2.6、测试仪器
4 h7 I/ d# e6 F, _$ O6 I2 a+ q- o+ \
* t G2 A7 g. d$ U ~/ g# s03、样机结构信息
- t3 ]' C* g" Y7 D$ K/ w, w2 f6 W, H; K; ]& x/ @- J
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 v' F6 E% `. M0 G" q( a
! t) f9 k- d& }5 I5 v
3.1、电路原理图及PCB 版图：0 \5 Z: x. q9 M- M9 Z% G0 A: Z# Y
8 j9 O2 F& w9 y1 l! C% `（1）原理图：
8 ]3 H- F/ g! N& e. N& g# v. P: E' Z2 \8 r( [8 }' D& G
2 x4 m/ K2 t2 [2 v2 l% U（2）PCB 版图：( w& _. _* M$ h, O7 F% J/ O; N
1 o. i( ]( e. r3 q% k; ]8 u d7 B5 B8 R" Z5 L# c0 e
H5 Q6 g& a9 D* J$ q/ ?9 n; y: E
3.2、变压器绕制工艺：4 [5 Q# X' k4 m2 k0 z3 g9 Z
2 j5 Q# [" e8 X; B N) K1 q（1）变压器电性及结构示意图：8 z8 l: v. G- Y
) h7 ~4 V8 `0 o9 B& g8 ~（2）规格参数：
0 r# e3 ]* |. t# T& @9 U. N: d& `
& \# ?6 u3 ^ H. Y8 x8 a/ N7 d1 f1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
. W K& L5 D+ b" O3 a3 k2）材质：TDK PC40 或同等材质；
: D; \" [0 T( e3）初级、反馈: 2UEW 漆包线; K: u0 w3 `9 E# W
4）次级: 三层绝缘线
& R: B+ `, _2 t1 U) L5 G# o5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
; }# S& V B) v: a& {6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
' t" b6 Z; R- d6 g e4 N7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)# f% K/ z" l: m3 a4 m! H1 F
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min X0 m) p; H7 P) i' I N- n8 I
9）成品要求:浸凡立水* y! r4 j% r; |5 g1 |+ O# R( A
+ B4 G' S2 `: c5 F- u(3)、变压器参数：
% y5 ]( }( Q! N/ J2 B
2 Q( ~! j* Q4 ]8 ]2 K4 _3.3、元器件清单：
/ O( s2 }+ V' U6 s* ~ N# Z( F) D
. w) x0 A7 g; X9 F1 S5 G/ G, p3 A2 l0 ?5 {# ]* ?
04、性能测评8 l( [4 h. S& n5 s9 F( U$ ~& l+ E
' O% Z0 }- J! ~% d3 k7 G( O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。
% ~3 y5 y% R- i, h$ _7 w' d; {1 K
4 x. c X% H l+ \( P! U3 o4.1、输入特性：1 @7 H( V9 U) w0 Z4 l
/ F: x: Y+ J4 [
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。
) I: m) E( p) S( ?
) Y7 B' H1 u4 R' w/ O- c表1 、无负载待机功耗(无假负载):
- ~+ @* Z' L( O) I9 J" P. h; K& F; ~' E, O3 D$ U& Y
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
. d5 D/ S7 l( p1 l K( |6 }5 _9 y
" _/ L9 e/ Z% ?" i表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 A1 Z) L+ f" g% a; j' _
% t' s, P! B: c+ H表4、输出板端测试的效率特性:
; }0 m' D9 T! V' Y: O$ T8 w- E
# |9 @* D k% n1 i3 x4.2、输出特性：
1 w. g* l3 x, G2 l6 X
R+ t# ?( @. T. ]% ]注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
# G% | V" t- A I, |- {; x! \' E: m# N7 m! q* w
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
2 O' ?( q2 Q6 v0 x
% b) |$ f1 r2 G4 l2 s; \+ B( h表4 线性调整率和负载调整率:3 T+ T; P! g2 G' u2 F( Q. ~
7 \0 H5 A/ ^. e6 C1 |; Y# O# |
4.2.2、输出电压纹波：
. j1 x: D) L' w9 W$ o" ]1 V3 O7 b j( E/ `
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' ^ v4 f! D t
8 c! d2 Y8 Q6 ~8 A$ v
表5 电压纹波测试
: M j, |7 N& X l6 L0 i f) b) ~( f
纹波噪声波形图：4 n* m# k0 [! u( T
( q& J# z2 c6 V' s9 t8 P+ p
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
3 S+ t( S' ^$ iFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load : r1 y! {; ?, V* G3 X
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
, @5 d% I) P- I; i. M: BFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
, }3 x8 Z! x1 y7 e& l4.3、保护功能：
4 E6 z0 q7 m6 ?* W- e) v: E
% }, j, W9 A8 {; V1 l, {以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 p1 A* b0 N" U" Z Z2 a; ], A2 h3 c' Y
}$ E7 H" c) h+ N3 [* p
4.3.1、过流保护：2 r% w( ^; b2 H, k6 N' d
0 b/ c: H! k+ Q9 s% a/ R$ w9 Q' h
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A5 P* V6 s# r; g- s/ O1 [! K( x
2 k) I @/ o& O0 m [ o$ i+ J# \4.4 动态测试：# _; s) Y. `' \$ G. b
# @3 M. B- y$ U4 B! ~6 y2 r
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。
8 U: E" C- a% Y+ `& I! y1 b% Q
- d( v W) u7 w1 {' [) [# Z5 S4 R
AC90V @ 5ms $ T& V* _$ J* Z$ M
AC90V @ 10ms
$ a. A* R' g9 W Y/ OAC264V @ 5ms ' d0 t, B& E8 v$ n
AC264V @ 10ms
! c# P0 r; }6 W$ i& P6 U4.5、系统延时时间测试：
2 A5 e" E/ N7 D
& Q1 d' ~: V4 W" \- v! B D4 H注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。" }7 j9 r" R+ c
2 u1 @- E+ [7 D) E& j( J. V( B- M
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
! L/ B- y8 O. w$ c1 r8 VTON_DELAY @ AC240V，100% Load , u! X& W# z6 r2 a; C6 d! k- T
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
, t* j/ ?0 e' Z# H4 |TON_DELAY @ AC240V，100% Load 7 J- l# p; b8 B+ m
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
+ `/ L0 j* u# S( bVOVER_SHORT @ AC240V，No Load ! c, _' e: b0 Y- k( I9 e
05、其它重要波形测试; }0 L+ C+ e3 B: z$ U/ D7 D _. v
1 ?( Q( P7 E( y1 u2 K
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
8 O1 o& Q; b1 @0 R/ \* x
5 `' ?4 P1 n0 j2 {- ^AC90/60Hz，100% Load : H( Q! e4 P: i
AC115/60Hz，100% load * u0 `& I. G. B- W# S6 g
AC230/50Hz，100% load 5 ]% e: K" H" f! v; p" Y; W* n# S
AC264/50Hz，100% load # E1 |, U) x$ ^) j4 r3 [8 m; f
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds @5 j8 X7 Z9 h. ^9 f, b
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
' O9 a E+ J) A- L$ G3 a! D06、温度测试
( [( p# t/ D' j5 t7 l) Y) ~
* v E( X" f7 |5 n测试条件：40℃环境下满载测试。
& F* p( l! m, d
# _: J9 R$ P" c0 c& j4 X; v6 X6 d/ I) W2 A
07、EMI 评估测试
. N& d$ F* d6 ^2 d9 N1 r% @! P8 L' ^; v) w# |! R% a& ]
测试条件：: \. f5 B5 P7 l% D2 z# a* o( N X
" d l0 d$ t, g: J* @
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地" T& h, x; E* o
限值标准参考：EN55013、EN55022B" b& R# M+ [# [. Y# S" s, c9 q
# z9 ~, a/ Q8 _% ~6 e% m# b传导L 线测试PK+AV
4 {, m- P) |& C传导N 线测试PK+AV " V* A. M$ e2 f: H4 [
辐射测试PK+AV , e7 M' p. E+ k$ J
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
3 M% `8 M& }2 z; V, [; W& }" t限值标准参考：EN55013、EN55022B
% G+ ?. M, L, b1 h2 m2 a% W8 O( g/ Y( L" t1 Y3 X# d* {
传导L 线测试PK+AV
y+ V3 M" t4 P c" I5 g传导N 线测试PK+AV
# e( e# \; r& |( N$ m ^' P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