本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 1 n' k) H( Q3 Z1 f7 {2 v3 Q2 U* K
7 A' p0 @6 W$ R$ Q6 Q" F$ E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！8 b9 i- B% _- [% O0 `
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01、样机介绍2 W) a+ W: [/ b& ?
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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。
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CR5259_12V2A 工程样机示意图
! `7 J% Z# h7 B3 s4 [5 x+ YCR5259$ S% F! I& w/ N8 D- L8 R0 A4 q
/ T* S ?. l" w/ Y6 ]* s9 T
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。6 Z+ {; G3 n, V: V( n
" d: g3 F: e: [ N C, d& v, u4 |
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。
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芯片特性
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● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
# w7 u" ?' r+ D6 J5 G$ }● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
* [& W* R5 K3 G0 z2 k* V, b. @● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；3 V5 e Y3 t6 e" A! w
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；0 l7 {" @1 B7 E, m
● 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; m; i1 o7 {$ H● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
! c4 D, O& |! F● 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。
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基本应用5 L" S/ h3 \0 S3 F# ^6 o
5 r0 _! {' R+ j, T0 ^● 电源适配器2 ?' s8 F% y- A% T; a
● 开放式电源
/ s0 i: S' p4 \2 J( F R) V, v● 数码相机和摄像机电源
$ a2 `6 _( R7 e+ u● 电脑和服务器辅助电源6 r! r5 A9 m5 e7 @8 k& q$ `5 g. _
● 机顶盒电源9 D9 J! m; Q* q( S/ _/ w# }: B
● 掌上电脑电源
$ {5 S6 o# b7 u* P
/ g( s* \. l A' |引脚分布$ j' u* p+ C8 h0 v2 H% Z
: E9 E0 s* i+ `% C
9 |. N5 p2 E$ ?, E典型功率* t7 {. q5 Q" Y5 ^- A! D2 N/ R
1 L! D# T% p& u6 p! z, B1 A, Z! H3 U; X9 p& f% t8 P! ?- N
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。9 k6 j% Q- K" e; g" n
* c. e* A4 e3 _引脚描述( b, G* h* h: h3 n0 T
$ S- r. K% q q, l, D
$ [3 {5 X5 J8 X
5 _9 `) ?( O1 Y% v典型应用% l# z$ t) Y" u; P0 Q2 E+ t
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8 w1 V. s$ z. y4 r2 }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。 p" U" P( J3 K( F& b
( q$ c- n: t+ Y9 o# R o/ c
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 B) N9 n+ q l$ R; @; l
" R) w! ~- u. p8 s p- ^02、样机特性+ T W/ d4 I! A" m: q* U
) o2 p3 f% Y5 T S( B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。. V5 m+ m" T _7 L' z2 w
7 ?6 E1 b$ g+ @
2.1、输入特性：4 j& o0 }$ a7 v$ h4 N
& A |3 y: M* K! v" R
2.2、输出特性：) f1 S. W- o& [5 S* M1 o' T
& j% ]2 H1 N- j2.3、整机参数：
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2.4、保护功能测试：
7 B) c3 O6 v1 h& m! }
8 \) m, V2 `2 S$ z" @9 w2.5、工作环境：
* O5 ?2 F; }$ U3 p3 ^ z! s# v
$ a1 w" O0 ~+ |: P( e }2.6、测试仪器
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03、样机结构信息
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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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图：4 @/ q7 a+ t$ v1 F; i! R; B4 O
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（1）原理图：, a, x2 m; T! U1 K
% s, F- c1 f* X# j
2 V# G1 c0 t, c（2）PCB 版图：
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3 a1 k) I" l# I) e# m
9 Q3 N, [# T* L1 ?8 r, {/ s# t& c2 y0 M0 e+ j/ D. U* Z% k
3.2、变压器绕制工艺：
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, B R! @3 Z4 P& ?（1）变压器电性及结构示意图：/ u/ A. `7 X$ l" g
6 _; k8 ?. Q, J8 ?（2）规格参数：% A% s' ^' F4 \% \, m& s7 Z C
3 S4 y8 P# \. M9 }- u0 Z* g1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
. o0 T- y: A7 r$ `2）材质：TDK PC40 或同等材质；: m4 [- A9 j) B) a+ `
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线: e7 E. d7 g4 [+ W/ X( i5 l- w% U
4）次级: 三层绝缘线
~- W! h8 D4 \1 ?5 m5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' ^6 L5 |, G3 W& m; G6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
8 x8 K3 F5 @- F" {" L6 x9 _+ ?+ {8 d7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
( t' o7 z D+ T# {1 L j8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min! }+ r6 Q% J8 Z; z) @
9）成品要求:浸凡立水
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' N, D, A9 y! o! s6 J(3)、变压器参数：5 r& L) N+ e; O3 G! l2 |, w
% A0 G3 S u4 w* t x; U5 X, }3.3、元器件清单：
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. P& b# V, l, U$ ? ~! P. K, ?
04、性能测评6 i3 b. r+ d! A8 n
5 _& `7 o* ?5 z$ F
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 I( j$ v' [8 v& l& B5 w2 t- v
4 u& Z% z4 E2 ?) ^# J, F4.1、输入特性：
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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。
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表1 、无负载待机功耗(无假负载):" x6 B" y+ o: I# Z# {* {* I
0 x5 ]# u1 L% D, u/ l
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性* o5 S. p: T1 {0 z5 I$ n
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表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:& [8 Q1 ~) ?9 T
( w) A6 |+ m8 q( U5 t P5 Z
表4、输出板端测试的效率特性:
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4.2、输出特性：3 a0 s! R6 R8 }% T/ x, R
/ Q. W1 k1 f6 b, `; z
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；2 e- `6 a0 d [# g2 `# I& c3 R3 b
, d6 s) H1 Y0 w7 y4.1.2、线性调整率和负载调整率：
6 M8 Z+ l5 ]0 l) U" E8 h) K6 ^8 o! J; E* ]. K
表4 线性调整率和负载调整率:
- F# t; l! t& d; W7 O7 R F1 t7 t) N! O4 G$ e
4.2.2、输出电压纹波：3 ?; [8 S4 z" p. Z
( G' m* n, v; S4 }. W; {! R
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。
7 ^# i7 A5 R+ E8 p- z$ J5 w0 U0 x% E$ t% M1 ?
表5 电压纹波测试
1 Y3 G2 x, i! r L3 x3 h% p
, D2 F) I7 M% ^. f, r9 f1 j. j纹波噪声波形图：
! g3 s- g: |0 q5 U4 B6 [# |+ [+ T: F, @& A$ S
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load - v$ S5 r" X: O7 J! m$ M$ U
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
! B( O X8 L7 S' k0 DFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load 6 N, O$ T2 c) x* D9 E6 ]
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
2 B+ J7 D( g% I% k4.3、保护功能：4 z) J! f) k L: x2 Z1 N7 [" w. N9 B
- F1 ~* [# S _8 y7 K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" y7 f9 u3 }( S8 E/ b; D9 y! q+ H4 j( [8 T9 z
4.3.1、过流保护：( f# r3 m+ |* I( ?8 |& |2 a/ a
' P$ _2 s7 \2 L7 `/ E- |/ B4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A% |2 j+ V6 [+ C ] d/ p1 `
3 v9 P: p6 L. f$ j( y# E/ W4.4 动态测试：
& f- Q" `9 d% i& m. H1 ]/ q* R& }2 b/ Z4 R$ i" 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。
. i; J5 N$ r) f* Q/ _- l2 p+ a6 T5 E; q) n6 Z: f5 s p; B/ V* [
; A [8 g! y' }8 S8 r- G8 o+ N% L
AC90V @ 5ms : \+ N- u/ T, t5 W( K5 V9 g
AC90V @ 10ms
$ l% n& K; L& l% e/ \- [AC264V @ 5ms
/ y3 R( o8 E2 `; I: lAC264V @ 10ms ; D; V$ A2 D9 x0 |$ H
4.5、系统延时时间测试：
' t4 w) c0 {* _ }/ {; l8 S, q* ]0 v* m6 ?, H
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
6 o8 Z/ a( \* o% E, W' l" k* Z7 _2 N2 b$ v4 A
2 G$ |8 y3 ?) N2 X4 t
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
# f! N, W/ i; q7 N* i* b. dTON_DELAY @ AC240V，100% Load
# |; e! t0 k: R* `TON_DELAY @ AC100V，100% Load
+ x0 C) o( y) q8 j# P9 RTON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 K! `0 ], \- ?& pVOVER_SHORT @ AC100V，No Load
2 m0 [$ i* O& pVOVER_SHORT @ AC240V，No Load * }3 U" b7 R! ^0 }7 s2 L
05、其它重要波形测试0 r& I* h: N2 L: K j3 N I) M. u H
& I: }1 {: K$ B* ]9 Y6 YDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：3 p1 Z7 j7 @7 r7 P9 ~* g
2 g( s7 a2 X; v6 y, F8 S
AC90/60Hz，100% Load / N6 G8 _# R4 r$ |$ i$ L
AC115/60Hz，100% load , h* b% Q9 L. r/ y
AC230/50Hz，100% load / p/ Z# G9 W$ W
AC264/50Hz，100% load - R! Z) t+ X/ f+ J7 J0 |
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
' x: {6 Z# Z7 L$ R/ e" b" @5 cAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds / |: l9 y; E; ~
06、温度测试' v0 N7 K/ J7 n* b* m! ~
3 w8 R- ^& i& l* E- _
测试条件：40℃环境下满载测试。
" y5 L2 @! G, w7 u
9 j# E: {) P; ?- s6 w1 L% ]" C+ M: C- Y0 ` J/ V
07、EMI 评估测试- U' r) l5 ^- R4 F
3 B/ a4 Q( F! t/ Q
测试条件：
/ x: d$ Q; K" N" u
! W; g( ^: r& J5 U% g& y; y输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
. T) ^1 S7 g% Y `: r1 A限值标准参考：EN55013、EN55022B4 U% y. l( V0 K- W3 u' v
0 C6 s! @2 U. X' g( i传导L 线测试PK+AV
+ p: V7 f% {$ M传导N 线测试PK+AV 0 N: E: p! O& |! v# D, U
辐射测试PK+AV # `8 Q& Q; ?# u/ }4 n( \! \
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地- ?/ H" A( |; j! |+ {
限值标准参考：EN55013、EN55022B
/ p" ^6 J( q! ~: t, N" t: c) Y
/ W# h% r( _# e2 p( ?' L( H传导L 线测试PK+AV
4 n- Q9 V3 V3 v7 j ], R传导N 线测试PK+AV 4 s# ~: @" T8 ^- i+ Q3 d, C ~
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