本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-8-11 11:10 编辑
/ ` g, e8 {; T$ S/ q, |1 X
I' {+ Z6 |2 R9 s- r在之前的文章，我们给大家介绍了一份“硬核”的240W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR1252和CR3012。2 G) U+ |! N# p! u( N; _# O& E
4 z) `, D; C7 ^- p/ O本文，我们将给大家带来的是一份基于本公司主推的CR5149TJ_18W电源适配器方案。该方案全电压输入时平均效率>86%，而且具有良好的动态负载能力。当然，还不止这些，小编给大家一一揭晓。
' x# F* M1 i2 \% M
% }1 }9 g* @5 A1 j1、样机介绍：
8 s$ g& x1 s* X) h: {
0 n* I( U- ]4 n! b0 A该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率18W，恒压输出的电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5149TJ。, N" |, X% j( p" z+ i
* h4 c, t0 | |, N7 ^* I
5 x; H+ Y/ |9 t, @% ?
) [9 w! W& a6 X N1 V
CR5149TJ_12V1.5A工程样机示意图 * s6 l% ^; c* Z( I; G6 ^7 O
CR5149TJ芯片
. n& j# L8 _7 v/ f* h
7 A/ P& X1 N9 ^% k3 WCR5149TJ 是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM 混合电流模式PWM 控制开关。CR5149TJ 轻载时会降低频率，最低频率22kHz 可避免音频噪声。CR5149TJ 提供了完整的保护功能，如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO 等。软启动功能可以减少系统启动时MOSFET 的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计，降低开关噪声，简化了EMI 设计。CR5149TJ 提供DIP-8L的封装。
) r) E1 J, a+ N4 v: p9 J5 m0 o) J! S6 W1 F
特性
0 B6 Q9 K, N6 T6 f' E0 n3 M- {+ ]( a) W! O# @
● 较低的启动电流 (大约3μA); P0 Q7 x$ t1 w- D9 V& C5 Y2 S- ^
/ B# \# a* @4 @( G
● 全电压范围待机低于75mW {' s, h# o0 {. j# u* i+ _) ~/ Z
6 [; `5 L* ?7 B● 满足六级能效标准8 S9 m, c \* s3 L) p F! G6 Y# W
$ L+ T( o8 A- u
● 内置软启动减少MOSFET应力
5 v9 i6 _7 s) m; S4 A) J5 a. _9 u8 Z4 d) \; U6 k
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波振荡
. s; e8 H4 B7 F5 V$ `, m9 ^; |* H; [$ h, u E/ x
● 内建频率抖动功能，降低EMI
0 |, }# \4 K& T5 u6 R/ {
$ Y4 z, Y9 e5 a1 F7 ?0 m● 内置65kHz开关频率9 @5 m* T: C. p! J. U x6 s
9 M( m7 B) |4 P3 x, {+ {
● 轻载降低工作频率
9 b, W) s/ r4 Q; b/ g J. D2 `3 Q5 f/ s( ^* [
● VDD宽工作范围
. o: I- L0 [+ l) n9 {& C) A( y& p; `- x
● VDD过压保护功能- h' q8 m& G# w- h; g/ e* H
/ I8 ^0 `% |) X5 \$ \3 f
● 内置前沿消隐电路' K, @. r0 ~( [( j* S
% w5 w- d, N; P; D) X' A● 逐周期过流保护
# h; o, s4 B# u! w& {5 T4 R, r( m H" P; |( v8 e
● 内置过温保护& I( U4 a3 T5 J: \
/ T- ]- a9 q9 R- ]
● 过载保护
7 v7 k4 c! E' b$ i( [3 Z h7 _/ S. L6 \" ~% N* G
● DIP-8L绿色封装2 ?& O7 [1 t2 s, G" T& _8 d
! Z8 Y( M% I. ?; z4 p% X( v
基本应用
. _( x3 }( F! K6 q( W
0 M6 P0 m: i+ ]; p● 电源适配器* G- Y2 _8 I, A
w( B0 g. D: b$ i1 D: t% d% P- e
● 机顶盒电源2 {2 b7 e5 }- v
# {% r2 f. o; |6 @# u2 J3 B
● 充电器% x9 q9 s' o1 l0 E, f; U& c3 G6 I
. K: e0 @5 C, y O
● 存储设备电源
. m, f8 G7 F! M2 C/ T' A7 t* q4 ~) u6 M/ J A7 M, }
典型应用1 `' `% t% I$ z& K- o
3 L, A7 w3 _1 W0 t* \, M( i. v5 b! D& E' b; x
管脚排列; k$ Y6 V' g& w! q' X0 _; z2 Y. n
管脚描述
4 u6 H4 U3 a0 z5 g% j, G* `/ [- O m* f
5 y6 F0 k" n5 h! n
6 N5 I8 u# R% F# j! z* s样机PCBA尺寸：66*39*24mm，是一款全电压实现12V1.5A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为70mW；全电压输入时平均效率>86%；输出接22AWG1.5米线能够满足最严格的 “COC_V5_T2” 能效标准。
) k& x5 {) H' O: f
5 o- E B- v$ G4 N8 a样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
* J( r9 ^# U; `& K
7 j/ I0 i1 o! B* l. A样机的变压器，采用了EE19W加厚磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。4 P3 y {8 U- o' A& U
* S# n. V1 Y2 Z! r+ S$ B
2、样机特性：
3 x, F$ s1 S: c! E
- z8 k3 Y, X8 a0 h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。
( W, s! ?4 T* B% k7 v3 R @& X" Y" u) L8 v
2.1、输入特性：8 x7 Z7 }; y0 l- ?# Z! Z' }
' C% w6 o$ s% ~! E2.2、输出特性(PCB END)：# Y; F' D& ^* }* O& d( D
& e; q, h4 k/ b3 e
$ E" D0 N }- `6 d1 h$ g% W4 }) }
2.3、整机参数：- C. A! F$ }9 _, \8 b9 `; \
- n( i$ S* i& o- l' N
2 t. X" k" ~# n6 U$ W, c; W5 X9 l2.4、保护功能测试：
- e6 G8 b. I4 ?% ~% J1 Y# Z2 D, o' q I0 b/ h) f, T: K: p
; H, A. D P& H8 l# B$ T- |2 R2.5、工作环境：# _2 ?# q0 |& S' p
4 Q. v9 |* \4 d. E+ e
2.6、测试仪器：/ L5 X. ?% N0 y9 i
1 [6 F2 }9 [. i1 }6 @3 v
$ ?' R' |2 o9 n, V) k+ F3、样机结构信息：
6 G" {- K7 z$ e. S4 \* e- r0 ~ p7 J" ]4 k* 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。# d8 b$ j/ }+ M7 T
; |& T# ]0 a3 Q, U
3.1、电路原理图及 BOM：
3 a5 h- r% c" L7 [# M
# o) r( x8 D1 M7 M0 t1 q) g3.1.1 原理图：& O5 f& N! n4 N$ p0 a( H9 w ?
9 j6 x" x3 Y# s4 A( |& K
* F( v8 K1 M, W3.1.2、元器件清单：/ D/ m8 f _; ~+ }6 p# J
# e& u% r! E; O% |3 r9 [1 ^; W! H) Q& m0 ^' C
3.1.3、PCB 布局&布线：: q1 R. M: r) V) Q* z1 O
% }2 A! m5 M% fPCB 顶层布局 ) S8 k/ o) T+ s H; Z" i* G
PCB 底层布局 ; x8 r1 L# `/ m' Z+ E
PCB 底层布线 6 r) J( o, f/ m/ z# f
3.2、变压器绕制工艺：
3 {8 }. n9 B4 B5 J0 e" P
+ _0 X$ a0 U% E; m1 s. {0 b3.2.1、电路示意图：9 g( q1 X& Z& ?; f( l
/ X3 W }$ O" A8 h
. U7 o, a8 \" y, x" V8 f4 o* m3.2.2、规格参数：4 R1 T$ u. e$ w6 [" D2 W( W0 H# {' Z
7 C; \% {) k$ X( K6 o$ t1）骨架：EE19W 磁芯加厚立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
5 h4 t& D& I+ |3 ?3 q# r* H+ i+ w( q; ~) ^0 `
2）材质：TDK PC40 或同等材质； 8 P p" {: s! Y" w
1 t5 e% e7 j3 l$ _: O3）N1、N2: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
b r- I# H, v& p; ]
3 G' D4 Y' e- b, V0 T0 k. [0 I* B! [4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
: g+ ?9 d: ^/ P3 D4 W6 A- M8 }5 n9 o5 K. @# o* [ N
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& Z5 J5 J7 _8 P: a& P! g- x" }( y4 A% W$ ^/ o R7 ?& P+ z0 }) I
6）初级绕组感量 Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； m x4 b1 [) w- A/ I8 l" T
6 a s0 a( M9 N* L/ I7）漏感量 LLK：要求控制在初级绕组的 5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
' H8 q2 f- i( [/ P% d1 E* c
% E4 U* ?2 T l; P2 Y& D+ u& C% ^8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min； ! H0 W+ ~7 z; `8 j! H, J
! x% G& B$ t- h
9）成品要求:浸凡立水；
- t8 F! ^' W h$ D
. D- b" t4 v6 I9 e1 I3 |; L3.2.3、变压器参数:
& D* J/ _2 _) o; O2 Y' C# N2 P+ X! ~; j0 {6 z- K+ v! \
2 `$ m/ T8 i* K- b- w
3.2.4、变压器结构图：( O3 A8 S4 n* p8 ^ T( c" e
. q& |) i' J% Y2 b4、性能测评：
# E5 L ^) D" e; q1 m M" u0 O6 g, |& V2 _$ }# d9 U6 Y# o
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。
+ p2 X1 D# K9 j( V. R% ~+ x. y: J7 ]
' j) d# C+ w9 `, a3 D8 R7 `4.1、输入特性：
3 B, s" C6 {+ a3 B) H' Y( E$ O" u2 K' y" ~6 ~1 e
本模板经过在不同的输入电压(从 90V/60Hz 到 264V/50Hz)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。
. k7 O* d0 F8 m; G7 g' S. m1 t$ c1 F! y! M/ ^ E- l+ H. I @
表 1 待机功耗
1 k2 G% D* [+ [8 x! \3 ?$ X" H8 b( m& p' k" x
# T% S- l# T* X/ a+ E. z7 g表 2 输出 100%负载下的输入特性
0 ^& Z ~: r0 h1 V2 J) S# N* v3 E$ o" Z
) G) @' w' n+ n" ^表 3 效率测试（1.5M 22AWG Cable）
. s) s: p3 C$ S; l, w! P+ I0 s
) ?6 ~ e* L0 v& t
, {! G+ N- @8 K' d) B5 @表 4 效率测试（PCB END）
. T" v% y Z* r e& @/ U: k
+ i# V% E! |: T) r( o+ H' [# m: A2 I/ b
表 5 能效等级评估（1.5M 22AWG Cable）
) w" s9 x8 V( h. G- Q& B
$ I$ w6 |7 B. z) B- y7 V9 P1 X7 x0 j. T, F2 b5 r0 A2 A( @2 f
4.2、输出特性：: E" {7 l- B3 R- ]& v* o
4 G; e; [( q; x- i. r. j* X& s4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ PCB END ）
4 m3 G3 L( u7 K/ L& t- W5 }6 T0 W
0 x4 C1 r. w( O' W, B4 e F/ y5 T# V$ _6 i1 Y3 [$ n" [7 ?
4.2.2、输出电压纹波：
% r, Y8 @+ j% T+ L6 S
' A; |5 M0 X! Z- {注：纹波及噪声在 1.5M 22AWG 处测试，测试端并联 0.1uF/50V 的瓷片电容和 10uF/50V 电解电容，带宽限制为 20MHz。4 Q$ ~ q( L# N
9 [" f- e- }. J0 ]+ p
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
4 B% [6 Y( v, h' r- g3 @- ~R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
* o4 s4 q* f! P# UR&N @ AC264V/60Hz,No Load
! v n. `3 C+ v# P4 MR&N @ AC264V/60Hz,100% Load
S+ g: y6 c2 n. s4.3、保护功能：" G3 {. @! j' C- k% Q" i# F
9 S) O `+ O$ ? C8 C' |7 M0 Z以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 j7 K1 V2 |" ^) O f! }4 [1 k. U }' l: B
4.3.1、过流保护：
; r/ R. W! N- h, M/ a' l' m
2 w4 v- E. w9 y, H( B
+ k; }; C4 o+ w4 D+ x3 r4.3.2、短路保护：6 J- ]: ?# D# M: r( \* t' ]
7 F4 a! E7 h7 b8 ?功率计电流量程 2.5A，开启平均值模式测量。' C4 g5 n8 r4 @( z, D
( X: R } O3 {9 X- Y* C+ f1 Z7 y: }5 x$ C
+ x7 i! _( `. Q3 i6 c
4.4、系统温升测试
. V. a7 W+ n z- o7 v
) i7 s6 @+ B, k9 u! h6 ^; I0 k/ O4 q本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在 40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为 90V~264V，输出电流 1.5A。
: e0 Z& k8 N& M: U0 V7 x
3 @$ i$ P$ B( G2 v测试样机及配套外壳 温升测试：(℃)
; j6 ?: l/ @" _
) F2 y& K: U0 h! }2 {: ?8 O/ m( U: p
4.5、动态测试：4 L5 m" ]( q* K6 t) f; U
输出动态负载电流设置为 1.5A 持续 5ms/10ms，然后为 0A 持续 5ms/10ms 并 持续循环，上升/下降设置为 3A/us。(1.5M 22AWG Cable)
2 K/ e' C4 V4 l* C M9 J+ m. q' A4 L4 [3 c& v2 l
/ H# i% ~- K7 W; E( j. zAC90V 5ms
! L( ]2 q0 a6 S- X) EAC90V 10ms
7 `% C8 @1 G) T1 N kAC264V 5ms
6 N( M7 _* C, }: zAC264V 10ms 8 g2 J7 h( O" K& l( h3 Z$ `
4.6、系统延时时间测试：- `( e0 R" t! K# M# d A
0 P7 Z# q, _; ?& L
. U# n% G( N! A- u5 M) m1 i: vTON_DELAY @ AC90V，100% Load 8 O8 I7 R9 h% \' b* ` O
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
. ^; a! d( s+ S% z6 T: |THOLD_UP @ AC90V，100% Load 5 [9 W7 ]/ {( d
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 1 K$ N5 F5 O; I, d* S7 V) J. Q
4.7、其它重要波形测试：$ k% y+ a4 G+ d1 J* s
. x' `( j9 P8 F# u! r7 k' X/ o
DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
$ w6 m5 V( H! C
1 }# c- Y) a% g. _* Z- yAC90/60Hz，100% load ! e8 \% t5 L3 z2 \* r
AC115/60Hz，100% load * r, q3 r G% U4 u8 x: a% d
AC230/50Hz，100% Load # w( [8 U8 A9 p9 D
AC264/50Hz，100% load 其他波形测试
5 @# Z, V% G0 x3 D/ p3 ~# u! f' G5 \4 ^# l: t3 A0 P' y3 w3 {: z
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压
& v" N9 Y- ?, P1 W8 \5 gAC264/50Hz，输出短路，VDS VCS 波形
/ X2 H u, G9 W" T2 F6 m5、EMI 评估测试
% @( s1 f& ^" m' }& F; W! I
! X d3 ~0 U4 I测试条件：
7 l' l$ B% |, B. r+ k+ W* k1 J8 X. E. L) B$ |5 i" |5 L
输入：AC120V-60HZ/230V-50Hz；
& V! [, y' y4 A& r) {. q1 t! j' @1 D, J+ ^3 `( C
输出负载用大功率电阻；7 _6 s; b M/ G* t
. h2 m' d$ N% _( z: |8 H限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）+ d3 |( H x, w% T7 h7 m
" z( H# v; ]/ CAC120V/60Hz 传导 L 相 - Y3 ]" f; S7 ?! l3 P
AC120V/60Hz 传导 N 相 8 t9 k8 n( v! }
AC230V/50Hz 传导 L 相 : T. C- `- y* H) n/ u9 d' s/ _
AC230V/50Hz 传导 N 相 4 N+ i) m; ]# k+ I6 Z% O
AC115V/60Hz 辐射测试 . t$ Y3 H2 E/ P6 q) V% M2 C4 O s
AC230V/50Hz 辐射测试
& `( j! w7 R( B; e( C |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-8-11 10:54:55
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡