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！
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01、样机介绍
% J( w$ W# f) y1 ] W# m j* D: ]6 @4 k. N0 K e
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。
0 b8 z# f8 n+ ^5 K
( J, `& k2 g5 L" N0 NCR5259_12V2A 工程样机示意图
4 v6 ]; {1 u' q$ {3 _8 K/ j9 s" zCR5259
* n% {, e$ V' ?( X$ y4 n& R4 v1 d' g$ E9 {3 z3 `7 I
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。
8 j- h) O/ e3 \
+ P! _7 M u! T) c- S% L8 A5 M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。
1 a* V3 ?; O* ]5 M
- A6 o2 O" s+ o1 N芯片特性: A y8 P; q: f! [
* r9 U: K/ |) L" r0 f
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
5 U1 ]* n1 A* { E1 g● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
% p1 ]8 T* ? i0 U/ h$ X● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；8 r+ t3 P: P8 a$ Z5 w! d
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
! r6 n" w. }) m- h8 o& r● 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”
2 B& T- D7 n* f0 l# p( B( s/ G! P● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；4 k9 v& K- `& f; s" D, m1 z% G
● 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。
: N) ]6 W5 r0 f# @7 H: z: P
0 l; e2 S; ^0 N9 S1 X, r基本应用$ `; m$ o3 }+ c N
. A& x2 e$ U# ~5 T● 电源适配器3 c$ c B: D/ y: H6 o5 x
● 开放式电源2 y5 G3 \$ K8 {; f
● 数码相机和摄像机电源; x8 f/ |& X/ z% }3 Y( k* {, ^! R
● 电脑和服务器辅助电源
) ~: |1 c1 o8 X9 k. b0 e; F# K: }● 机顶盒电源
+ H1 R% i, p. T, s● 掌上电脑电源- _1 M; v' `0 k! R8 `& z
' g, `2 M$ o/ x% Q6 M
引脚分布+ N+ M( U8 W% K i; @5 [6 O" s
_7 J |% d- l* T/ H S/ y
9 q$ @3 F- I3 T9 {) O
典型功率
5 ]3 H) }$ w' t- W3 }2 c7 A p
: O( O/ f# H6 |
' ]4 u8 V5 B' l0 R1、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。
& L; w4 G+ P; ? E M
: F# E; g2 a! `% o8 T/ W. l6 g引脚描述) m/ L: J [0 f3 r
7 n5 R3 N) A3 X* v) g# ?- s& p
; _! |# d3 h* C3 I7 C
( e/ ?$ H9 v: X( u# d
典型应用
/ D0 T! Z* W! M
. R) R H$ `$ W5 g _% ]2 m2 r; _4 H$ i1 g# s& y, n* g
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。
" t6 C& X2 o& H4 v, G: M
m. i# } j( K/ C5 ^/ R9 L: h. k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。
4 r$ w) O1 N; l) _5 A- f3 u% z: m6 v5 o0 D! E" X/ l
02、样机特性# ~ z/ ~: \* y; S( C! @. Q* ]' V
- O) I2 v6 t+ ^9 T
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。
8 w( n) d. U L1 S. B
1 ` n' L% e) {- ^8 ^; p2.1、输入特性：3 M4 p2 S5 N( s$ b& H+ u2 Z
0 ^% `, f5 \3 v" }$ a2.2、输出特性：
& h& G! [) t1 y* Z' M" K; G* N" r9 F4 l9 x! ~3 n2 O" z
2.3、整机参数：; B e+ r( d. H8 p
( i0 @3 @5 ?% [: Y) e1 _
2.4、保护功能测试：
2 V" I* }& j8 M- ^
9 h4 Y4 g H7 w9 ^! c( K2.5、工作环境：
* A) T k" }- i) G( @% A P- v
- O* { q9 _* i1 g2.6、测试仪器1 h+ D4 ~& X8 ^( W4 p0 `3 {
( K( ~" _( z3 L: a0 Q, G, f! Q. t
03、样机结构信息
+ R+ S5 N3 X/ T: v" ]% v
! i! j% B4 O0 [9 Q- 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。5 z$ [& Q+ c. E
6 P5 i/ Y7 e( @4 V4 _! {! |3.1、电路原理图及PCB 版图：
9 ]. J r" R0 }# w; P! u. s9 j \& V" X1 B) a0 ^. v" t
（1）原理图：
% f% d9 [: }, l" \0 z, A+ O8 ~ }5 T* O- j
* V8 [7 I2 P( L9 Y1 j% R) `（2）PCB 版图：
! E$ b9 r2 Q$ h+ c! [+ n ]- x/ I; k' c" A% j+ Y
: ~$ Z- |1 S0 n
1 @3 F* a# c: H# e. }7 E
: b0 i Q2 O/ @5 J3.2、变压器绕制工艺：
8 L( C4 C6 H0 r' h& O1 D- M# c
# R, `+ u1 a; e3 H8 C8 l/ {) [# n（1）变压器电性及结构示意图：
X0 J( ?# }3 q$ ]* [4 W
7 l4 j1 M; n7 `8 c, k# i' h6 V（2）规格参数：. s2 a$ p6 F0 M" u
. R: I" ?- t, q& R' O! P) ~
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；- |( ^2 F! p8 J% u
2）材质：TDK PC40 或同等材质；9 ?: I5 t6 {+ r2 q8 c
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线- q9 c9 o2 q, V: T% I* N; ]" G
4）次级: 三层绝缘线
% v8 Z! w* Q6 @8 ^: Z6 o( i+ K5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质; k( o. A5 W3 [9 H6 m9 ~( k/ V
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；& c8 k5 _! I: @" |+ @/ {7 D
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）)
4 U6 s) K$ T2 ^, P8 Q8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
( S0 Y! h8 Y7 x9 f; P6 \9）成品要求:浸凡立水
) n1 Q/ z0 k$ y# d
2 L" l3 Q$ W- B5 w: Y m(3)、变压器参数：
+ i- X# e# J1 u: n1 x7 y3 b$ q/ [% I* G7 q
3.3、元器件清单：
0 M" Y9 @5 j2 ^3 ~2 ]) Y9 v: b8 y6 B1 C# s1 C' x1 @0 \
6 M+ G) E; [! N5 a, y04、性能测评
& v) k- K/ i8 F. n2 @. i+ a) v/ j$ v) Y' K9 ^0 R
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。
( ], H# m! T( _% e" s. A5 o! V5 B, Z5 F# N
4.1、输入特性：
- D! l, @1 ^7 {& H
6 s, G! y/ C) T$ A$ g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。3 E7 e" G, p+ \9 | r: m
+ A+ H$ \1 [$ @ o9 {( W8 Z' X表1 、无负载待机功耗(无假负载):
* ^" d) {8 \- k: o0 f, S9 j3 e2 N; u% w& F
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
" N9 W$ h1 Z" j6 q9 s3 ]+ T
& f( B% K- |- ?* J表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
! _2 b7 p$ ]5 [% \- V# B! W* K
7 E9 h5 X& f" ^! Q表4、输出板端测试的效率特性:; e- j, `6 Q- U# \+ J& ?% d! V
2 F+ l% U' j& ?9 X7 D( Q4.2、输出特性：
5 h. @: G4 R; ~# H( e$ q. x
$ V* b4 g+ \* f) y' e1 Q9 O注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；( M- q8 s# S3 G3 U5 F
, a' k" Z5 P8 W" I4 W' K1 x8 v: g7 L
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
3 |0 T7 g: x- E q' N# b* ^/ J' z. m+ |/ l4 b! w) E( r$ Y1 l
表4 线性调整率和负载调整率:8 J4 J; H' J: U1 p4 n+ o( W/ E
. A# y/ Q; N& R* A' u$ k. q/ F4.2.2、输出电压纹波：
( l' y; p! r0 w
" ]0 R) j# q: Q8 a. L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。
2 H$ D: T: G7 p8 w* [* ] L( N- S8 _0 K! H/ Y
表5 电压纹波测试$ h" _: ]' j. c2 Y
/ s4 e( {4 z' ~2 i纹波噪声波形图：
( J X$ e5 M$ @1 t' G- L* H. a/ h3 L7 j
0 P; Q* b* i4 V) ]" eFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
+ @. V2 z3 @* h8 t+ b) kFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
7 O, N2 s# q9 t+ B9 [& P7 K7 WFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
7 t& M) |% y- Z) ]2 |# f( \Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 5 L; |% u$ J" _0 }" M, g( ~! o0 ^
4.3、保护功能：& C; U; Z! l7 q+ q9 w$ A2 q8 j
; F( f' u9 A4 p: w
以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 G6 w q/ l, T: A/ B( J
$ ^" L& B) o9 Y7 x. J9 z6 ?
4.3.1、过流保护：$ J3 w n0 l" J$ x/ B: H
) V( \# J" @ v( U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A, ]. x5 a3 t7 c- K
, _2 H5 k P" T4 v ?1 \4.4 动态测试：8 `) F7 Q! d f B% F4 M
8 @0 C+ I# h1 [" x7 J2 C- 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。( A h; D1 E* G
5 L" W6 O% q$ m$ [5 ^ `5 k# Z2 R0 Q5 I/ x/ ~' _
AC90V @ 5ms - _, i4 [. J! W
AC90V @ 10ms
) O1 y" X, C. AAC264V @ 5ms
2 p M$ ~+ T1 C* z AAC264V @ 10ms P% \7 y; V6 }5 [7 d
4.5、系统延时时间测试：
' y, r k, s8 R1 S% H' |3 y: @) @; W% B7 C$ O5 _3 u( i
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。& M! M* l9 c+ Q' {6 V! {% U
u/ e- M' |, W
/ ? ^. q& [' `4 g; o! k
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 8 p; q4 [9 V" L, J; J7 i
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
5 d# t$ D( W9 ]$ i" bTON_DELAY @ AC100V，100% Load
7 {$ {! d! G4 a$ |8 `TON_DELAY @ AC240V，100% Load
# i: b' @ Z* X, u; D7 sVOVER_SHORT @ AC100V，No Load , K4 T3 t3 J ]: j8 K
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load 7 D1 u n7 u" X# L) t: `( g4 E; ?
05、其它重要波形测试
9 F: p4 k! I K( t+ w+ C g; f
k+ _" k- a4 [5 M/ T5 p! i; ]# wDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
{: L( f: x8 U* D$ `* h; S4 F8 d) ^- ~. q: T
AC90/60Hz，100% Load , r9 h$ L8 U- N
AC115/60Hz，100% load - T. E9 V2 o5 N' I8 d
AC230/50Hz，100% load
2 @: x" s2 f4 ~4 g# I* f2 M4 W9 [AC264/50Hz，100% load
# j" r+ H V; m$ Z' BAC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds % J% v% F; L' ]9 {1 w, x
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
" X9 n2 I$ p$ I+ O0 R* K06、温度测试; ?* g2 }" S% X4 Z
2 B l8 Z, z: z) r' ^+ _, ]5 F测试条件：40℃环境下满载测试。2 Y& x# z- A7 ?
' S' S1 l* l% m: e b0 s: a1 F3 m' `% ?1 n
07、EMI 评估测试. W5 f2 k* E7 ~6 J6 N) M4 r- H* V3 x- A( F
6 {2 I* I0 f# K2 l4 U% l, T* x5 Z
测试条件：* T0 `8 [# I: b& I$ {* L0 E) U+ J
9 g( `4 ~6 M2 o$ K3 ]
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地5 w7 D; Q- W) n# {& `; B0 `" D# C
限值标准参考：EN55013、EN55022B
$ }1 p% U1 ?' u: y
7 M+ t; ]. U+ h8 Z传导L 线测试PK+AV 7 t) c- Z. c I+ F% x
传导N 线测试PK+AV
& l3 ]8 \2 g1 y# H7 _) e辐射测试PK+AV " k5 D- B8 W' A& L4 Z: L; O
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
8 s; L* z+ c' `8 e限值标准参考：EN55013、EN55022B7 W- z, N$ w. [" A( f; c- U
. F, k: B8 b# `- U* a, m }( c传导L 线测试PK+AV - b$ o' i, W' A: `! Q% }" ?
传导N 线测试PK+AV G4 ]% X5 o0 W% [ R
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