本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 5 y/ w0 S$ J" c u' u# N4 T$ s
- A6 L9 r9 V' f! q
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！
. w2 H% a% C9 p+ d9 m% }# z) ^) X9 o; Z' h! d! t
01、样机介绍
! k, y& q7 f- l" y6 G. p
' ?7 N) |, T( {; c7 I0 f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。
2 I6 ^0 \8 m# W0 N5 `
/ e( O: ]4 S' m8 `6 i% e! DCR5259_12V2A 工程样机示意图
8 h1 P4 ]+ j$ M; T8 W* o2 ~CR5259
, X. s; z% j4 A; ]9 u7 _0 K7 ~( M( a
, A' Q' b$ h k# yCR5259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。) E$ F7 ?/ f0 t
! f2 o `0 k. D5 }7 C& ^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。! V7 ~6 a/ G5 l7 L1 w6 Y {
1 Z* @' a _) q8 M1 M- I
芯片特性- l& y# `6 C6 X0 U$ Z
) A! S, {0 z3 c+ q. }1 D
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；! H( c( c5 E5 A5 a' f1 `! D
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 ^* F$ g9 q( A9 c) N9 i
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
$ H) M+ z; Q. ^! H5 J. K0 p● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；) e% \( n# I, _' I+ U3 y
● 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”# f; l6 q3 E! A; Z/ @/ ?5 E
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；7 P, V$ h' W. Y5 X
● 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: t* @! N; U* X/ W
% q0 Z0 M1 v; r7 h( a. B8 ]
基本应用# E& t- M$ W [. S9 X% o2 A( Y
6 A9 }: b3 j: e: i; {7 N' ^
● 电源适配器- @, Y& j% {1 {" K
● 开放式电源1 r% Z7 I$ _5 l2 \9 D4 H
● 数码相机和摄像机电源
: y( l" G, u3 } Y- w' R2 U● 电脑和服务器辅助电源
8 ~+ D+ C6 ?" q- z2 `● 机顶盒电源
3 P2 y; x9 O4 u& y- L● 掌上电脑电源
3 [. D( h8 c- H2 ]# o6 @
; U7 L# x( m) W3 Q" F1 |, o引脚分布
4 Z: r( G3 H% @8 v0 g0 o) X4 A
' A {3 [- b6 b2 U) N2 Y
' b$ e8 U- P* R2 Y8 f) u典型功率: |; {* H# [. R n+ S% E! u
3 E* T9 P0 P4 C
3 O! d3 ?. F$ S! A+ e( w( I2 }: p$ x1、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。$ V4 N- R" [) P$ B3 n
8 h+ G/ { `) b& l% ] _
引脚描述1 d8 {' ^$ {' K+ B! R
: m* N$ s0 Y$ b+ E, ^: e
: s9 C1 s" E0 [6 d( e
, W d) _ h3 z, j* {( T
典型应用$ w7 s/ L; C2 Y k! V0 _' q
7 M! }5 f+ @$ H5 F T
/ k- V6 r7 C% l# X+ c B
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。
/ R7 u) B0 F' m5 n0 \6 m E2 e4 p* n0 g, Y- E3 z( a1 _6 H- a8 I) V
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。
! o. z. x$ Q( }9 g: a( K& M5 _$ D) w% c
02、样机特性
! N) a( D7 _* [* A/ Z0 Z. r/ Q
# @* e0 p6 x8 T! q# F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。; i8 k' S' S2 Y. o
6 Q5 y( c( d, P6 {2.1、输入特性：" g$ x0 y9 {) r2 n3 n2 U3 }: ]
% j3 L: \3 H8 L
2.2、输出特性：' v$ M5 J( E$ m3 A/ k+ R
2 _. q7 b& u$ ^$ E
2.3、整机参数：' z6 u$ P4 q! s
2 s" Y5 U$ {& L0 S
2.4、保护功能测试： q6 j; u% a4 |
& e( v. j# T- W& v
2.5、工作环境：
! N1 k/ h- | W" b3 d: u7 h$ [ h1 [2 D
2.6、测试仪器
) O; G+ f1 r- @' c' x/ \
0 }) q. [1 N" S03、样机结构信息" s, @4 w( p& k3 M% J4 G
3 q7 }- {8 I: o0 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。/ [/ h, {( X4 @3 i
5 |) \; I0 a; c, |! Z, d0 y3.1、电路原理图及PCB 版图：
0 G5 b" U3 C" A0 Z# z
' v+ \; O( C( V4 S（1）原理图：1 E5 r/ j; b; I" z
/ {8 o6 B# n `' b2 Q9 m- k( r; W2 Y1 Y
（2）PCB 版图：1 F0 k' p C, ^0 T
6 v" K9 l; w* M- m( K4 Q
7 C1 c) w2 |( e2 l' s
& o ~ ~8 e, e- [0 C! f$ b4 g
3.2、变压器绕制工艺：; M* H% i; b% b5 D, n5 Z
/ V9 Y1 D7 W3 M' B/ B; I（1）变压器电性及结构示意图：" \& {2 ^! M; D6 U# c; g! a
; n" K4 `7 r( W1 [: P/ l
（2）规格参数：
" P* K! v! Y6 u. a: G9 n9 R
- Q1 O- O, j8 P1 G3 k( w6 \, f; }1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；: D. V" V$ e$ u. l4 C- ]. R& s3 [
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 z- Z; W5 F; E# ]3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
" I& c9 d( A" U0 |4）次级: 三层绝缘线7 B% V4 h- {$ [
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
3 C4 {$ Y( S2 k n4 G9 \& `6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
! H. z; l2 S6 V! 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）)
- S" ~6 t9 }& I% T5 L8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
" C4 K3 G; ]% n" }2 M. X) n9）成品要求:浸凡立水
2 w4 e6 y8 M; j+ i* h) G
* K0 y, S: y% ?2 D(3)、变压器参数：0 l$ G4 F! F2 x0 N* U& q4 B
# g( }9 q8 ^0 e2 x. q2 t
3.3、元器件清单：/ v7 M9 h* k, p( C. O1 E' o& g& ^
( T! x! j! o4 W
7 _2 `# O2 Z8 p e04、性能测评
' b# D) B m& k1 }
9 x/ B1 J, u4 G( ]: T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。7 z/ I; a/ L5 c5 f! _$ h
! I; M* a( ^/ Q' Y2 f3 s5 }
4.1、输入特性：
* u# p7 F; e: Y% f) w6 O2 E6 k2 ?+ `+ p5 ]) ^
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。) v7 }$ L# m Y- I: H6 W) H
3 U1 R: _& ^0 t. R+ R* z; n
表1 、无负载待机功耗(无假负载):$ ^- ~' M6 ~/ B
* u, H1 C, N& q6 M: |; b( e表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
5 ?% i/ G$ ]8 l9 S. Y8 Q l3 b' e5 q
& D2 g4 S8 C# r9 S& i2 w2 t表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:# ?9 u% U& A9 S0 Q& ~
" R3 s( ~% I; M4 M, f
表4、输出板端测试的效率特性:1 D9 Z+ O \( B4 h
( a5 C3 J' \2 c( ]4.2、输出特性：
. R% m& Q6 s9 R0 V$ V% w
& X) `/ }; ?4 C% U( _' y! T2 v注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ r8 s7 ]5 n6 _# }. B) [: a1 Z g# s+ m
4.1.2、线性调整率和负载调整率：+ n% Q4 E4 n0 ~" Y$ ^/ N, G8 c
) |( _: ?7 h2 Z( ~; l
表4 线性调整率和负载调整率:
" I2 M% a8 \9 T# e& P% ~! @$ ], N1 T, Y/ Q4 \" V
4.2.2、输出电压纹波：
" ^3 X. P/ b4 p. z/ ~! k* W. }' M' T+ t! g
注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。
1 v0 q: L q2 V x! l
P& x5 z. W) d; g' [8 Q表5 电压纹波测试
( Z3 C* @' Y8 x. S6 Q/ `) u! F: }) _6 r+ o8 Q" j
纹波噪声波形图：* [7 x* R0 p0 u) }4 d' l9 D
8 u5 c# N. C3 X
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
; Q- y) C, M! S! i& sFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load $ d( u3 ?, L1 E6 W
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load ; u$ i" ^* k) a' R$ h
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
( A3 d, y4 p; `# W/ L, f) ]4.3、保护功能：
% _" S# O, B' _" f. U$ z3 N7 z8 i& [& m* B* d
以下涉及过流保护、短路保护的测试。4 Z: E) j0 V% p' a2 @8 {
2 {0 z" a: s; U9 \5 \4.3.1、过流保护：, H; a, [+ n: A4 _; u1 W/ H
) B" P% n. z5 P4 c4 L
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
% i2 T; T, Z# a* w. E
( _) j+ \) u7 v1 k4.4 动态测试：
) Q) i! x6 z* |- t0 |3 U+ u" r& h, U. z
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。- n1 ?5 s* e5 z* b: N. |0 x
6 ^+ y5 Y N* V( k
8 m. a* e* T- nAC90V @ 5ms
7 L7 k- `( w, |' S5 s8 w/ w# yAC90V @ 10ms : v0 p) z* |/ i4 g0 H
AC264V @ 5ms
: N' }0 W% k5 u) jAC264V @ 10ms b2 s' |; \; z# l. h
4.5、系统延时时间测试：/ O Y7 S( q6 C: a
+ D) L# {& r4 o4 X7 u* |注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
) t# j6 q/ x* d5 |# K y" e0 s5 F" a
- q. G' D: ^/ U2 CTON_DELAY @ AC100V，100% Load
* \+ W* l( d" N6 C) j6 Z& h, p( ]TON_DELAY @ AC240V，100% Load - ~5 g: P6 S# s- {1 ^ B/ M, {+ g
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 5 W; D6 U$ z V) O# B% T/ {; C* `
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 9 D, l: M4 v: Z. ]# D1 Z( @
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load ) _5 c/ k) J: ^: y0 D3 h
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load - c4 _! ~) I- ^! _* b" X. k4 ~
05、其它重要波形测试- B/ S8 b0 v3 T2 l7 _
9 w/ s: c: K9 _' zDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! A1 x' |; z1 C' k5 L8 v0 Q1 P7 a# {9 A
AC90/60Hz，100% Load
) u2 j$ l& v. O V7 iAC115/60Hz，100% load ) i' t0 D$ ~8 _+ {, h: D+ G
AC230/50Hz，100% load
. M) U5 X. \4 @1 u$ JAC264/50Hz，100% load * w" F% o" B9 U% g
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
! w; ?7 P8 k- ]2 v1 C( |AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
$ a0 Q6 q) d8 ]06、温度测试
8 `8 T$ U: ] R; \' m
, z1 ` M' I9 ^% n, b R" ]测试条件：40℃环境下满载测试。! x; p1 N/ s3 O$ ?7 f( `& A# U
- ^7 L- ^- `0 Z! \# Y3 K9 ]1 `$ o& h3 d
% m2 {, Z" z- f07、EMI 评估测试* E. F1 e* o ~# b7 D1 j
) M6 u2 o8 p/ H7 }3 v+ k3 q3 I
测试条件：# }* n- A. l0 v) M8 E
" G+ t& f/ N# U9 U# C$ U输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
( J- d+ W6 C% X7 I# [+ a1 M2 Z限值标准参考：EN55013、EN55022B* h, w E9 u. Z, j' ^
6 e/ y7 u$ P4 y传导L 线测试PK+AV 4 @6 L4 d4 }" U; H" q
传导N 线测试PK+AV 1 M: M% R6 z% Q, H
辐射测试PK+AV
1 ?9 `; G6 O" t* m( a2 J8 o输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
# d' `% x; Z K9 y) R, L. a/ \限值标准参考：EN55013、EN55022B
6 b6 h$ L# J6 }' m5 m- A" ?. l: B. e G1 R! K# ?' f! Y @
传导L 线测试PK+AV * }+ g- J% a% Q5 h4 Y/ R8 v. Q
传导N 线测试PK+AV
# p; G1 }! |6 Z: P( E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