本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
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8 U0 y% O ?9 w! N. @# f: J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！' H1 x; i. E8 B, f
O, j( C% b! q
01、样机介绍( V: m9 J7 I. v7 U$ ]
4 M& }1 G+ ~+ f y" N- k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。: |1 [1 C2 q1 _, `1 e% e
) i/ z1 m5 P; b1 Q! R; S0 o
CR5259_12V2A 工程样机示意图 5 _/ _: {0 ~: Z4 \5 w+ r9 A8 x
CR5259
; Y2 R6 e$ ?/ c* H8 C9 _
0 i f. n5 A( @3 c/ eCR5259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。+ Y( z1 `! f- H
- Q* d, n) `6 a. r2 g! G% T
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。5 W# D% K# _1 p
R. i! N% y2 A2 \$ m) f7 b
芯片特性
* C. S+ r" o; ~$ N# B6 {9 f% k
5 {' t. d/ O9 s5 D9 r& o● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
: M1 ?) M8 d, T' P: K8 j. n/ O● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
- l; n! {* c8 L' r' h! g● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；; J, X7 ~/ s! f9 x9 E# W
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；7 U- H m3 z# ?7 x% Z, ~
● 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”" x. i# T2 g2 u% `2 |9 u9 Z
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
# K1 j8 M4 c: ]6 y* M `; O● 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。
5 C& h# } c0 _; H: V, ^' R! A* P3 S/ w- @9 B2 W
基本应用
, ^9 V4 [% x+ K6 F2 m7 [+ d# \$ ^- d
● 电源适配器
' T t. n9 ?+ X% t* X) ]# a3 \● 开放式电源
) L; {9 O0 [* l7 f$ M7 E● 数码相机和摄像机电源9 u1 l: @4 n; d3 P3 g
● 电脑和服务器辅助电源7 L; s/ m8 F6 f, W7 r9 h$ S/ I
● 机顶盒电源+ C' A( b- e4 A+ q- Z
● 掌上电脑电源
5 L9 Z2 W R; R
1 p# L0 I B' y* @, X& V引脚分布# c! S3 C2 m# P! q$ f" `" ~% y
+ [- V* J! L4 u
( | B' Q: @1 p/ G+ b
典型功率
) T( w. k3 }2 X( }4 W
: A5 Y! n# V5 ]2 `% Q! J
5 k6 u2 z; M$ O0 M6 \! ^" r7 `& K1、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。
6 k6 E# Y" j: y$ F' b5 c& W1 q$ C
/ {# y7 b1 [0 _2 x& X& C引脚描述- r# Z" |2 l/ f. v% G
* w ?% U- d0 V+ r# Q9 ]0 y, X. }# q
2 z! z4 {/ ^% `. v
典型应用
8 w6 B$ @- Q: ~; W( _5 D S0 C& Y$ M q E- R5 V1 i' [
& _" b h. Z) g( T# V* V) f i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。! Z6 }: e& w; o1 J4 P b4 g5 h- n& Q
; t' }0 C# A% e. s. G+ z' T
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。
Y& [7 c2 }4 m P4 q9 n1 }7 G0 D, v) t# G0 _
02、样机特性
& O+ I/ R c9 z8 z
5 m/ Y; I W' Y6 ^9 u y' Q y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。) j- [2 z" z/ O1 [/ @
9 ?' W; y5 D8 n" e d0 F% s" H# f' i2.1、输入特性：1 _0 R7 J- R. X
" E+ `5 q' O6 C8 s! @1 l
2.2、输出特性：; X# g" S+ a4 G5 b. F Q1 s4 u
2 q/ {3 _( [# h8 q" h, w
2.3、整机参数：
+ N, L$ ]/ m, z
5 ~5 p V1 A3 F/ h2.4、保护功能测试：5 O* Q2 r3 C; c) r
9 C0 L( V4 z4 B2.5、工作环境：
6 K' V" E' V s5 g( T; n
) k2 f/ [$ _# I- j6 j$ D2.6、测试仪器
0 `6 P4 I0 M5 h' o( G% E H+ s% k; ~2 a h1 J
03、样机结构信息
! h! @- s5 i$ T1 P' z; Y; @9 L8 U' R) d
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。
* S/ i4 G, B. ]$ b5 |6 P8 i$ j& t5 H
3.1、电路原理图及PCB 版图：, C: n) C; c) Y
9 q/ R- b) R* [" U7 u" R- f8 V（1）原理图：
* b; f8 n; ]* F# d. U9 z
# w9 q4 S6 S! z* ^. z9 [, T
, y5 s9 C+ A% r" T( \* s( f" ?（2）PCB 版图：, o. u/ }6 T( `( n. z% W
& k2 W, l" n) Y8 l' S5 o+ X& b' a+ I$ e
' p. r" d7 \9 c* {9 b
' N* Y) y7 q Z4 p7 x* m$ Y9 y2 E6 x3 B
3.2、变压器绕制工艺：
1 O- t. {' _ `+ C) N; e, Z6 H B
, G2 v( J& p$ @( |4 a6 x（1）变压器电性及结构示意图：
4 S1 F/ F) x' P) o! a$ O+ V
4 |5 `$ d* q6 E2 i（2）规格参数：2 W! Y2 R+ D8 h1 y1 M, L
5 U; u7 c+ |' A3 {' O1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
6 s* @3 {- s. W2）材质：TDK PC40 或同等材质；. E4 v$ v [, t8 W+ \
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
* k3 q4 }/ l' }& L& S4）次级: 三层绝缘线
8 J9 u# h9 u! @* {' M5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质" T' M7 S! z7 e. V' a( ]) H. ]
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；! ^, H3 A. ]0 a4 u9 X
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）)% k; m/ c! l$ l
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
2 Y' b, l% i" T4 ~% s. F( H9）成品要求:浸凡立水
b, o2 W0 E3 K) I" D) j" w3 u! U8 E5 f9 i {, V* E% p
(3)、变压器参数：' K9 N/ w* D$ Z$ ]2 F+ s7 z
, Q' d5 k6 F F, s N# G3.3、元器件清单：
" t, t) _; a6 y5 _7 i
" @9 k/ u9 n3 M+ J& Y, z O/ i' P3 H; E# j3 N" ^5 D/ j
04、性能测评
( r- j, G K4 b4 e: X1 T7 U v' g1 o6 w. q' K7 a& z5 S/ n
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。
) G- T6 V3 j+ F+ m$ u
6 A4 Q" v. d" Q7 @6 u4.1、输入特性：+ ]! z, \- j! m( H) x
; q; U4 j2 I5 ] N, V- v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。% ^1 k! o {- i' k; K0 i# y4 I# \+ j
, R; H. {& O& Y* l, l
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
- U& a$ D* H D) }7 N0 e3 i3 F8 Z- E2 N0 v& H8 ?
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性1 D P5 `/ q* G7 q, Y
) h4 Z* T8 [. m7 B9 u* \: W表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:* \5 y- N% |8 p7 X3 c$ k
0 c' ]' T; i; y表4、输出板端测试的效率特性:
% l4 D$ |6 q8 O1 o, [; \& F3 G2 p# Y3 a# o9 w: E
4.2、输出特性：
: B' u. F' ~1 Y `# p7 I' I$ m# B5 I4 P" M. A1 _
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；9 }: b( S7 |6 \& ]3 a
7 k* `2 ?4 k9 U5 h3 Z+ G, n4.1.2、线性调整率和负载调整率：" p) \" K$ {3 p3 K' e8 p
% h5 @' e; y' w7 \+ t表4 线性调整率和负载调整率:* H ]( b5 s8 O% L) v) h
" K. d8 h' w* U" }: B( N
4.2.2、输出电压纹波：# @ {2 g6 B$ Z: _3 J- i+ e
* h9 |( I9 p9 P0 G9 B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。
! G! S. z' @, I- U/ S% a5 d6 Y9 o
) i" d% U: @4 k4 }- z; Q表5 电压纹波测试
8 |" L. I. W4 j# y" ~$ R
$ p+ x% a; w- l& W f- M( U! `纹波噪声波形图：
3 e, f/ Y7 s* n: e% m4 I8 J- w; O
" w5 R8 t: {# ]6 z1 z( s9 y6 BFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load ( Y* g4 j: o, O7 G5 W, O- ]0 w2 A
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
! d6 D% T$ d8 |& \, V0 IFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load 7 S% o, v# j4 Q: x! J7 e4 C2 R
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load # U- N2 `$ E3 R; Z
4.3、保护功能：
+ @8 [5 }+ m" G$ L* a5 {7 U" r* t {7 x7 u8 N( _# L2 u- E' v
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 |" o% M9 m& W/ y6 {" L
8 U5 ~ z7 Q* _+ _7 s- {, L4 ?& w0 Z4.3.1、过流保护：6 C) Y9 e+ Q. c; ]& K4 i5 ^* \
; D9 [$ }1 z3 p: f
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A U1 F5 t+ X- k' g% z
: @- a* X" L" [4.4 动态测试：
9 p& d) A& j5 A
. q4 p: ?* l" C& a! m4 l; ?( 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。7 u7 Y/ Z. W1 q ?
4 u+ z ~+ `1 T+ ]# ?& Z. W! r' s1 i' V# i1 g+ A' m
AC90V @ 5ms : p* _) V. v$ p
AC90V @ 10ms ; [" A: i: F; f! Q1 v
AC264V @ 5ms 3 D& z$ \! v, V2 Z% m" @
AC264V @ 10ms % d C) D7 p) ~& V2 k
4.5、系统延时时间测试：
9 U! P' I1 A( n) E" N
3 E, w" ]& O$ j; ?- e$ Q注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。+ o" T7 c9 Y/ ]. @+ P
/ M; \+ Z1 V3 C% {$ u# S5 J, p+ W* S2 e* S8 x! [
TON_DELAY @ AC100V，100% Load - [3 \' y# V% j+ V* ]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 7 n9 S! N: n( G0 s; A
TON_DELAY @ AC100V，100% Load # R3 X! M. j2 |
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 6 ]/ S! d4 o Q, `8 [0 Z
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
1 Q! Y2 y% j% n3 RVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
! ]+ \5 u+ M4 D05、其它重要波形测试6 R8 I- } P2 _) E" T
4 c( d$ @* {+ c- `0 _DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：5 v: T, P* }) a2 L# E) y% W
% e; \4 c7 w) j7 w- VAC90/60Hz，100% Load
5 [: }$ B5 r$ ?5 t0 F! [4 N5 ]AC115/60Hz，100% load
! k: x8 M7 {4 H/ CAC230/50Hz，100% load 8 w! u! m9 ^5 D5 O/ `3 N
AC264/50Hz，100% load ! [0 i+ a2 E: D- C# L3 x
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds 5 J8 G$ o e- m$ g1 P; D
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds , D J( A# \2 z- _
06、温度测试! b; I) u! ] n. o1 E
& J/ |% r: O" E; n! b$ d& _* [+ g
测试条件：40℃环境下满载测试。8 a; X1 U$ A0 N; U2 ~4 ~
/ V# R/ R) ~) m# l; T
6 P N+ U4 i% q2 ?" c! ~# ~2 F4 c07、EMI 评估测试
3 w% ^. j* k& r4 T: M& w% D M9 i: Q% [3 V1 b1 Y
测试条件：0 y5 Q- J6 D' S
# A6 [3 C: X' j+ I6 E6 k/ s
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
! [! q% o. e7 H! \- X限值标准参考：EN55013、EN55022B4 v. I4 ]0 N$ W; M3 J! t( [" K2 J
Z) c; F6 \$ u) Q. k( |
传导L 线测试PK+AV
D1 W7 A1 n" G" m2 R9 q5 ~4 F4 \传导N 线测试PK+AV ( v; H# t& D. ~6 N l. E
辐射测试PK+AV ) g1 i8 U7 r% P8 o7 q
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
z+ t( [: @" Z+ N' g3 g限值标准参考：EN55013、EN55022B- I8 u/ S7 D0 ?
3 z6 ~: N# u# L" _
传导L 线测试PK+AV - w" K4 g# C9 G3 z* R
传导N 线测试PK+AV
/ [/ T z/ s5 A2 p/ Q* K8 i7 v辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡