本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
& f! B+ P: ?8 u' s3 z
- Y ~/ h J3 g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！' g. H6 J* U7 o" U6 Z" Q1 U
+ |; p! n# ^# O2 y( f$ {01、样机介绍3 S$ d2 F: f2 b: q: z. [1 r: w
8 p2 [% p" w Y+ t% w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。! E! I; N8 C# D. ]8 b! h& I
. q7 U' K% m0 }% S0 TCR5259_12V2A 工程样机示意图
, ?$ G" v6 i" x6 BCR5259
2 A7 H' \! |3 q( o$ ]' j4 F$ D* z6 m( l% |
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。9 F, c* n7 z: b/ B/ @# N: {8 Z
6 q# G+ x3 F* p( Q" ?* F9 @' w
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。. i( w" u8 X" f2 |" }& I% i# r
3 J" s; Q% m l4 C7 r
芯片特性9 W6 g2 G0 U+ V% i- ?
+ f$ d P1 q2 i v3 i
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；1 e+ J0 g; ]! L
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
/ w) w" T% `" m& y8 M( l1 ?5 n● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
' b2 N: a# g/ m! u, P! p: E● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
7 g& A( h& M, G" y. f% v● 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”
8 M8 X+ y5 ^( y7 l% O) e L+ i● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
3 H4 U$ q% w) p6 @3 U● 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。% M5 L- B- Z0 j4 s
& y% ~! Y/ |1 G2 ^基本应用- r1 a8 G; b4 ?+ S. K
8 d+ y3 _* `, r* w
● 电源适配器1 X0 r$ `1 s; f) N1 [" S
● 开放式电源
2 g+ C' c/ `# r● 数码相机和摄像机电源/ i" T0 p% `. q' t5 ? [7 K/ y9 ]
● 电脑和服务器辅助电源0 g2 q4 B0 s6 |+ r7 Y
● 机顶盒电源
5 z, z$ L$ I5 ?. o● 掌上电脑电源+ a4 ~2 s. F7 |, f% v7 c1 I
- K' k1 \% y+ a' {引脚分布
- r8 G, L: T! l/ R, V9 I4 u) }0 ^, m% P% Q+ e
3 o- l& i+ `$ }7 p典型功率$ Y. `; i% H/ D. i. C2 O0 u
- c! r3 d2 @* T4 z# ]' d3 a0 `) Q0 F( T$ v& A7 O+ Z: d, [
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。% I7 f$ ^& E; }3 ~% Z1 g
: W# I: ?3 f- Y' T+ r2 \引脚描述
2 f) O m* g4 M& J4 G7 @
7 t6 V& E4 E: q) u8 D! `6 P: Q7 s4 }5 B% ?" M" J
7 r1 j' s) r4 j' ~' K典型应用
4 s/ L' y/ }+ ~9 Y- T) o5 U) x. Y( L. O; i
; K' b0 j, ]6 V" T0 T7 J: W9 |" 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。
# }; O0 R5 p, u1 _( c1 F/ m5 |5 T9 c7 {' ?
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。* L/ F9 y ]* t9 s
" A3 w" p8 I+ t f, ?02、样机特性
: o1 a3 _; H u" z4 B, H2 w' D$ n! Z4 l7 D
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。: [% ?2 B+ e( v: Q# ]. r8 c
+ q% L; H, N( R2 ]* R. z/ A" \0 q" A* M3 _2.1、输入特性：
; R+ m6 C7 \. _! i2 |' o3 U, ?' Q1 y! U
2.2、输出特性：
8 q) B1 v- K ]; j: U$ P- b
* l) a$ V7 A! N& D! e9 f7 Q# f( h2.3、整机参数：
/ \0 g) x2 y. }1 s" z
: _$ [. ~$ D, O2 {5 T" s2.4、保护功能测试：2 |9 |% _' x% ]' Q
' z% k, V5 X( w& B1 N% D" _
2.5、工作环境：
1 C; ^+ w: u' u ]. Z ?) b7 ^' t8 x# e
2.6、测试仪器3 Z z6 w# S3 U. r4 D8 V
# l8 h9 }3 l% O0 |! P! F" l03、样机结构信息$ S: w/ h) }) j k" w2 V
6 \( n5 X7 H9 G
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。; g0 _5 z! X' i( m/ \
8 ?7 P! r! [" [& Y
3.1、电路原理图及PCB 版图：, w7 z l7 C. I" a
: [" @: [5 h& a7 m! y8 Z% B/ x（1）原理图：
8 V7 q2 X5 y: _2 X3 z
9 a$ f/ I4 G/ A# M/ Y6 [/ w/ X
: w. } `. {* `# ?' b（2）PCB 版图：
: H2 e/ ]1 u" v- |: Q4 W2 R: q5 M* n8 }5 b& w" g
& ?0 v! ]/ C+ c3 _& c: `: ]
: c* o8 `9 C2 H1 E, |$ r3 ~) v5 n: t& z4 n+ H. J/ o3 v
3.2、变压器绕制工艺：. X& o4 A' d8 d( L( H' }) A3 I
3 X* t4 }8 l" C: }+ F0 Z7 |- \/ K- X
（1）变压器电性及结构示意图：0 |$ b1 Z( @, |' r
' i1 g7 i/ h! Z& t) L（2）规格参数：
) A' Z, K& I( L# c; P+ f- s
1 {* ?, L* }- n/ C, W1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
& C5 M. [! Y. e0 D0 {2）材质：TDK PC40 或同等材质；* A2 C+ G6 L% x& P; K! X" K
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
1 G9 ]7 d1 h: W) x, y! D4）次级: 三层绝缘线4 p4 R+ ?* r: ?; y+ w- ?
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质4 H6 V+ p" ? H) J/ {2 K
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
% }; j8 p1 H+ @6 r+ l7 e7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)6 c: C4 |. B4 x3 H
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min7 p: c% l7 Z" d& z# g; y
9）成品要求:浸凡立水$ s5 o7 A. A' l$ x$ a( U1 z. L6 s
: T2 D+ d: A5 V" P8 B4 ~/ j
(3)、变压器参数：) ]& T& L3 G" J5 D
1 w" g# {* H {0 w$ z
3.3、元器件清单：
6 R0 Z1 h8 Z/ T9 q/ J" x/ S7 I, v; K$ @! @1 e* W4 f0 N0 d$ V
3 ~, J2 g7 o& f+ v" t04、性能测评
- G a8 b( w. A/ q+ ?5 O: W% V- l- w( u$ ^
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。
9 q8 N3 r7 ~* p! U, X" L- A
% l$ _( s8 i; j3 @4.1、输入特性：* g+ Y8 O2 `# Y2 U4 P
5 b, B( O: v. r6 F
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。
+ g6 L) y6 i9 u
4 `9 g; J. O, _# F0 c$ U5 t表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 m( {+ P0 C. [: m5 W3 C8 N
* |! z' C8 G1 b6 w' u H Z表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
+ m( f9 y. W3 V( _: K" k- r# C( _. e" A. |0 l2 N P6 v
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
) l2 I; E' e6 C [8 |
, t" q7 }. G+ u. e# h9 s. W表4、输出板端测试的效率特性:0 T6 d# u+ p4 u" k
- ^0 |2 \" k* P) w0 Z# L4.2、输出特性：4 @8 L& G5 n G: H: G- I
3 u# ?1 C8 L" W5 h4 s" F
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
% a7 B0 z. n6 u( w4 U" I9 { E; K; z
( x E5 Z- u+ F- G4 R( c8 M4.1.2、线性调整率和负载调整率：
5 q% Y3 [2 q8 ~0 g* T$ J1 p" u5 R2 `1 ^0 h v2 Z" P' z6 m8 k
表4 线性调整率和负载调整率:1 |' ]+ W* r+ z
* G* A, G5 i! ]$ ]9 _
4.2.2、输出电压纹波：/ i0 X# H; H+ n) A/ Q
! Z7 G' \9 u0 A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。' F% E# D/ R5 W) [8 t$ w+ d
2 [6 X/ V1 e; x h. m1 }, U表5 电压纹波测试& r' h8 |1 h6 U& o2 Z4 V% I7 ~
1 I* Z" x' f3 r% Z5 A
纹波噪声波形图：- R9 A4 x; ]4 X9 H$ W
' S7 I" x! g9 v" \. s
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
s. t, e' O9 q0 n( G% VFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 9 T( B' b! y) a% ?0 b
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load 0 W' V2 I( A( @2 I: F5 L" t
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
1 h1 ]' h5 m5 H! e) h4.3、保护功能：
' t' S4 U$ R3 e4 T. ^
) g- A9 u% B2 I% k) |) s! `以下涉及过流保护、短路保护的测试。# |* r; @1 |& q4 X; J/ T2 t9 t
+ z" @+ x/ j, x7 k4.3.1、过流保护：
+ B/ W6 Q2 E9 Q6 L3 }, ^
2 w( g: h0 f- M. o& a N" }. @4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A O/ H) v6 ^8 J0 b* t0 j
7 p& v; ~4 W# a: K M8 x4.4 动态测试：
+ d; e7 M9 _3 y" j! x- h0 l- @: I" E* a2 @2 O8 L- A1 \. M$ z9 |
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。' z8 y* M5 K- U# s8 ^" L3 e# q) V
7 q4 R, R# g* q" N, E ?4 e/ N0 k4 Q7 A4 v
AC90V @ 5ms . i1 ^* s* Z* |: o
AC90V @ 10ms
8 f/ b1 ?( K. Z3 u) [% ~, }AC264V @ 5ms
* d* o1 v4 [4 S) w6 t- QAC264V @ 10ms & @0 [" g; e r
4.5、系统延时时间测试：; S# O# ]4 |: _& k, H
- A) i; l/ x; v w
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
" l& ` I: t4 i& v, y; p; g
' x# i6 t8 K! Y7 z, t; h
2 j5 o* L2 h4 L; A- R$ Y! a; i3 PTON_DELAY @ AC100V，100% Load # f' M _4 |" [* r% V* J/ w1 i
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 3 Z, ^3 f' d& t4 c1 r# [+ O
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
4 F8 N. Q$ v. K( o; h. Y$ pTON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 g9 R. {! A" C5 n* |
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load 9 H( q& m: U5 ?& r
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
% W0 e- X w$ g& P9 ], \ F$ W9 B05、其它重要波形测试
2 j9 R! ` M. W) F! p' L) v: y- m( [$ Q0 g8 G& ?9 g
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：- a3 @: a+ _' e' \# ^% m
( ?5 n1 ]% k) _% ?0 OAC90/60Hz，100% Load & ~& T6 ^) G' h. l
AC115/60Hz，100% load
/ V" K. C' Q A8 I# Y9 e: `/ h4 lAC230/50Hz，100% load / F3 S! A1 V7 w3 j; b' |
AC264/50Hz，100% load + N5 I: J u3 ?% L9 Y
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
2 N) j6 Y) b; Q. ^6 D" f. kAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds a1 { X+ L4 J R. U1 b
06、温度测试
, h; f0 \! r+ |4 W N: E" N4 v& f, t/ o4 W* B) y
测试条件：40℃环境下满载测试。
# X0 f0 w6 c1 U6 f; n5 r# u5 R( Q! K1 K$ x7 \* U3 _
$ F. w" W) ^. I# S
07、EMI 评估测试# j5 k* k( e, ]) M* q |
/ G, `. w4 M# V
测试条件：+ Q, M2 y2 Y2 p4 y5 c- U
7 L6 i9 a3 m. v/ v( A/ H v输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地2 A7 \4 Y8 ]& Q) z1 z; d) o0 I
限值标准参考：EN55013、EN55022B& D! }9 B, s: I
4 C- I* \7 b) F3 Q; {$ J) c9 T: \, q
传导L 线测试PK+AV
. u! b) U) N/ k5 z: O+ y传导N 线测试PK+AV
* l4 ^0 P- h+ h' g辐射测试PK+AV
8 V) I* G$ m# F. }输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
+ [. f: S4 t. x6 i限值标准参考：EN55013、EN55022B+ K8 q# B* p5 Z
! f/ O+ B% Q( H+ m3 U# @传导L 线测试PK+AV
; {* [& H* t+ x* t& j- j传导N 线测试PK+AV
* e; q0 I: ^9 v/ }+ m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