本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑 3 Q; \: U7 ~- U: ]
4 G) [4 ^) c8 n- R
电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。/ }/ A* l" ~, M' Z( r
% I4 P9 M4 H0 t8 t* L
电源适配器广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域，并且在这些领域都有着不可忽视的作用。) J; F' q, d$ P
$ N+ ]: m- A1 h) r( A1 L+ m
今天要给大家介绍的是本公司24W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下为方案的具体内容：
, e% I0 A* ?* u6 l" t$ v; {5 H- Q0 [
01、样机介绍' y1 J k& Y# v4 f' p3 C
/ ]- ]0 ~0 i' \# 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CR6267SM、CR85V25RSA。
( C3 Z+ \6 l' R' V! s# i( x; Y3 r! F3 |0 n0 `
* J9 M) v& j* x) @3 Z+ r, f9 O
' x' |4 O2 j" l& K+ K u$ a
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
6 O0 W8 \4 O1 b6 v! h* MCR6267SM芯片特性： f( `' H) J! c( u" u8 t4 J. q
# P. ?- x: h, U0 q; }* {1 O
CR6267SM是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6267内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。! W% Z# s. R& h% Y
' k( p( T. @6 Z. E& |CR6267SM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），CS引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，输出整流二极管短路保护电路，输出过压保护电路。而且内置所有PIN脚悬空保护功能，使得芯片具有更高的可靠性。
9 j3 A0 V7 K/ g# Q
: f0 o' d7 s4 j● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
8 u; |. g7 e! n: G" q● 待机功耗低于75mW2 V8 M( @6 _6 Y, U l' S
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
" U* }' a- K, t3 _6 e; c8 v● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
; }' F( y0 G& O% w [1 a● 可编程CC/CV模式控制& u' f- M8 p0 u0 d
● 高能效QR控制模式
" N* y0 ]; @% [● 内置输出线电压补偿功能 p6 F2 y1 ]5 T9 \; A$ L m
● 内置初级电感量偏差补偿功能
$ }6 Q* d, ?+ O: @● 内置全电压功率自适应补偿功能, V3 {# w. `7 n" @! w# _
● 动态负载响应功能
, [8 y6 Z. l) N& O/ _1 E● 内置过温度保护功能% j! V2 `- b/ M; h
● 内置输出短路保护功能
J, K$ n: a* Z8 S● 内置前沿消隐1 }( a3 I) k9 A$ `
● 启动电流和工作电流低
6 n9 X8 v7 `2 h9 L e# w ]& o8 D/ ?● VDD端过压保护和钳位保护2 v. q* \2 g& _2 d
● 逐周期过流保护4 o& g d1 H. b# [4 t9 u
● 内置输出整流二极管短路保护
W2 B8 r* w; _2 ]4 y; c6 x● 内置输出过压保护功能
; @# R% U2 }8 R, s+ w( k● 内置所有PIN脚悬空保护功能9 @* ]4 }( y4 r1 B% ]4 M& V
● 4个引脚散热
' m- S0 `8 F$ p- m* B+ q. v" U● SOP-8L绿色封装5 _/ a: ?$ X/ h+ `* ~7 }
5 ^% s% o6 M7 C' O
基本应用/ [) r& H% U' R& w& S, O
● 小功率电源适配器
% p/ H/ C7 `( Q$ g6 H; r; H● 蜂窝电话充电器$ D6 u/ p2 B V) O H; N: E0 x
● 数码电源充电器6 X8 M' f6 D$ U* y f. x
● 电脑和服务器辅助电源/ `+ {& R, A. Z) Y! G, c3 I
● 替代线性调整器和RCC* P1 u5 Z. X: n8 P* d4 o
& r. w$ Y. g: i" \+ U! p
典型应用
* G- t7 V5 q% e2 a$ h( L! l# ~8 O( q$ o
引脚分布
( b! E% _, I5 e& V& \/ e \( u5 |" E( p/ U3 Q( B9 o' O- K5 A
引脚描述
( l; N0 F9 O8 ?- t0 h% S$ V0 ~3 R" d2 r4 m9 g
CR85V25RSA芯片特性：
7 w' S, s- Q a# U) P8 c
$ t$ s( ~% }) T) J● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；2 |: W2 z9 U7 P
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
3 C% y* s! Q8 \* v, b● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。9 w7 i: m' i% K% A/ R
/ g, C& j: s1 l4 |8 v e该样机是一款基于CR6267SM设计，全电压实现12V2A 24W功率输出。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC240V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>86.8%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。$ L: f4 n. r- {! M4 C5 I: F/ Z
+ D- @& w; s5 ^! q样机尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，样机的变压器，采用了EE22加宽加厚磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
" D8 ?; R2 r% T7 o5 f- L( s6 C# E% i9 [( E3 @$ w' f2 M/ u
CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET，具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2A电流以内的应用。
2 a9 I) a, \* d4 \% p% t: t
9 s1 g# {: f K% V02、样机特性
- H! S- M$ g. m- ~: l
3 X9 `% q* h) T8 \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。. Y1 ~0 h4 @+ ~) k+ N( k
I% `. T# r1 ?0 {) Z
2.1、输入特性：
9 m* p" u9 F" w7 }3 D4 ^! W* W$ x% p1 X: k' S6 U( \# [9 q
2.2、输出特性：
; P: |* e6 r3 _1 ]$ q/ A O+ }6 C; m+ z3 a
2.3、整机参数：5 V: h6 I, v; j% m8 R: z# W& U
" K) T3 F" |- B( W
2.4、保护功能测试：
% }' c/ M* n, _) ?7 e. a( [, v5 u2 Z% L# _5 e& K
2.5、工作环境：2 [+ X2 e+ u. p) b7 r8 |: `
' H A3 a; Y; b6 H
2.6、测试仪器
5 p) I" V3 C) W: _6 u$ M! f' l
4 M+ k( W, h' S1 K
/ {% C7 q) ^0 Y* ]7 \; B03、样机结构信息
; l9 ]4 ]* y+ n# U; [0 ^5 F7 @: M5 I. Q
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。7 f R) f8 s& V4 J4 o% V
% C6 I F/ `& r3 V+ L1 V
3.1、电路原理图及PCB版图：
: ?3 p" ]6 ?2 j( f, Q' g$ a1 G' z, Z# W; p- R) u5 s7 l
原理图：% p& J/ ]% v% J6 E
1 e7 L# K- K7 o& v! \ VPCB版图：
6 Q& ]" o& f% o5 g# D& |1 S. Z% w5 e0 G5 y8 L/ c1 Y$ Z( H# e: l( Q
顶层布局图 H0 ^: f9 s3 b. T7 X
底层布局和线图 + v; a7 D5 ? U1 D
3.2、变压器绕制工艺：
' N7 f. |7 z% h* F' T' R$ J
3 f+ R; _2 u2 w: p' q# h/ {（1）变压器电性及结构示意图：
' G" j/ l- Q: r* T. ` c6 y
( g ]. ~8 ?- Q( Y2 D（2）规格参数：4 E: Y: q6 Q, D0 D& {
5 a6 D4 C5 b5 @3 v) G& Q1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
4 C+ v" {$ _9 Z% r! {2）材质：TDK PC40 或同等材质；! D! b0 `4 y9 j9 T9 n
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线+ J& t0 ^* s. [
4）次级: 三层绝缘线
; f( Y, S0 q- Z# I4 G5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质& z) U" a3 U8 A. S5 S( i E
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；5 [$ e! U3 J2 i9 o$ G4 y4 d9 P) X: C
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）)
' _; z2 T3 R/ }4 F% j) P. h8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min O: o0 i& _; N% Z
9）成品要求:浸凡立水% w! y" h! E8 G1 ^
4 P9 C( H, k! N1 ^
（3）变压器参数:
0 f2 }+ k; o0 f6 t) Y& a* O( K! E. d% j+ h. n$ z" Y3 F
3.3、元器件清单：
" l8 \: n: o* a
* d, D* H1 r- y1 F
* C" [7 ?' y: O& ^' \. q4 J$ s04、性能测评. M }) J6 b; W! \
6 M1 Z9 u4 S9 j
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。 b' }3 w+ C1 {9 ]2 T3 X
6 m7 F: @( x" A: @3 @# t: D4.1 输入特性：' v6 t% [: Y& M% V6 i8 ~# z& a
# |* O3 X( ^6 c* }3 E* D$ _% X3 L' V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。. F8 j' B4 U: H: _8 a; `3 e( g y
5 H1 t7 e7 W2 T表1、无负载待机功耗:
: [6 \1 N2 b! I! v) `9 c* i3 i+ D) S6 d3 u) g
表2、输出100%载下的输入特性+ v( A3 b. G& D5 R& e6 I
+ m; _7 t% _& Q- J5 y* l
表3、输出PCB端测试的效率特性:5 h" ~$ q& Y" ~+ K
, P1 V5 o& L4 j4 c4.2、输出特性：
) g) }% A: _" C+ X
% L5 O$ T m6 c! ^1 j) Y注：以下数据均为PCB端测试；
# [; s w0 t. A0 z4 }$ t/ _( J" j5 n$ [) f; J r
4.2.1、线性调整率和负载调整率：; B' Z5 v4 t, _8 z
7 s, u5 i/ M) f1 Q4 L: ^
4.2.2、输出电压纹波：& y% B; l' \6 _& c6 ^& `
2 s) _+ [% n* c/ A! G* b注：纹波及噪音在10cm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。% q0 e8 u* i' Y: m1 k$ B
4 J0 J" E3 y) t5 O: l
, N- u4 B. O: i9 R- n$ G) f纹波噪声波形图：
2 F. }' F( k( i3 b& @Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load N* C: H! n; ^, `9 Q
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
2 K7 ~1 B7 b& {/ E+ V0 L: j/ E. Y* _Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
! O0 e$ L9 p! z" hFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
3 k) ^9 o; I0 g) f V- b' w/ h4.3 保护功能：4 l& R! K$ p9 G3 o2 m# [
1 |" B8 d$ A; R g+ h/ D- X以下涉及过流保护、短路保护的测试。! S# C$ g) f) y* {% M% \7 K9 K8 F4 d/ B
; w7 o4 V7 q6 L) n/ N. U, S
4.3.1 过流保护：
8 J; h- g9 g9 C* J$ j6 |- T: v0 @. K
% V- Y! N0 u' a' ?: K4 L
6 x' r' t4 q8 I% L- M+ z4.3.2 短路保护：
" W; n% @0 }7 l. k7 e7 \! C2 I u3 S6 ^1 v% a
功率计限流电流为 2.5A
3 Q' A/ y; J* g& Y* ?5 t& N$ q, \1 Q( e" |7 c7 R+ ]& S
, \; F" N4 L/ C" T9 z2 k: E2 g
0 b2 W: d" W# k1 y: d4.4 动态测试：8 e6 u( s# P% r/ x$ T, z
* {8 S& `/ Y/ I9 M/ z4 s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5A/uS。" q$ Y+ A, ?2 {) o8 _& {- x( k6 v
. |- t/ i. ~0 v$ \" P5 ]
6 c; h& `0 j7 d# C' F9 {: E
AC90V @ 5ms / ?5 ~- \* |; ~ O0 t
AC90V @ 10ms 6 B. A8 B. ^: A3 u
AC264V @ 5ms
- S# _/ k1 V4 b7 N4 G0 `8 }AC264V @ 10ms ( K# I; Z" H: e# \
4.5、系统延时时间测试：2 U& l: Y* z- \) m- W
N( V5 z& s- _2 E注：AC端、VO输出端波形图。
& C6 N1 {# y) k: a' E( c' t9 d
. K7 @8 K; a' F! e" _
7 J" s. k6 Y; g. l" C2 qTON_DELAY @ AC100V，100% Load 7 `2 U5 H' e& A
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 0 {1 g! }3 y$ d1 j( E* Z
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
% J1 k* _8 S! [% ZVOVER_SHORT @ AC240V，No Load 5 C$ X" @# Q1 S3 `9 u- M+ ]
05、其它重要波形测试+ D3 |% A( d# a
4 ^" l3 M% ^, s0 O0 ^+ w% N; eDRAIN端、CS端波形图：
0 ?" t; y# z4 H) x& b4 l% Z8 l4 o3 o
AC90/60Hz，100% Load / _) [, y: h& E8 y- R) E: W
AC115/60Hz，100% load
9 Z. _2 T% `8 N& L$ [0 l4 g" Y0 [AC230/50Hz，100% load Y- H; |# h- t7 w) v, K4 I9 f0 f) N
AC264/50Hz，100% load ! l- C' G4 V1 ~ Z$ y
AC264/50Hz，100% load 6267电压应力
& s2 X, N+ D- v# [; IAC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力
% B! e0 Y2 F$ R. I, c" S9 @' p+ M06、温度测试& B# |/ v( n5 R
& T9 \5 N0 }! R- m. F" e% M3 c: W
测试条件：40℃环境下输出2A测试。; K! I( `/ ]0 m* ]- c# P+ y
8 V+ K5 G8 r7 G* v
07、EMI评估测试
4 p6 E8 e9 u- B& C* Q3 X4 s8 ^8 g) C/ k) x
测试条件：4 e. e1 B+ O0 f# O! f# n
输出电流：2A 负载类型：电阻。8 i4 C& \" v# W/ x
限值标准参考：EN55013、EN55022B。. |; m* t! d8 \3 u
AC230V 传导 L 线测试 PK+AV 5 i. e& B9 I4 i- i/ `: i+ A) `
AC230V 传导 N 线测试 PK+AV
7 v: c, R, V1 ?8 a; N" R m' Y# WAC120V 传导 L 线测试 PK+AV
0 D4 D, m3 H$ g4 PAC120V 传导 N 线测试 PK+AV ! L5 Y- p9 o8 ^
AC230V 辐射测试 PK+AV
\- g/ {; b: V4 FAC120V 辐射测试 PK+AV
) N. Z6 B) N% S4 YAC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容
0 g( W6 P( e. `5 ~, zAC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 , k5 h% C B7 j
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-5-18 11:38:09
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡