本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑 & _1 H! o7 G. ]4 c" Q
1 M0 m9 P* \7 t+ D( s8 q& a% s3 q
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。; D; t% _( F. ]" F0 {6 U* A
! d/ [" {' _' t1 M. j. z1 o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。8 X6 h! y3 y& h$ x/ A5 j4 d
# a+ q& _' y$ t
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：( b# [0 n4 Y% g
. H- [4 {* Q1 u* S& A) n6 |01、样机介绍
\" L) w0 |8 ?6 z2 V: N
* p0 i0 p4 N. |- [9 }7 P1 R& G% V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。4 c- B6 a0 F' k
4 z7 e. w+ Y) I( ^! D, R; G
5 P7 r {, ?' b8 ^$ n
* h3 u+ n2 L/ l. YCR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
" ?: V- O' L+ v9 G# h) rCR6267SM芯片特性：
4 ]7 |# q- X8 p0 z# o3 @4 L5 h, i5 B( `. G9 u0 x- i3 a- q
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。0 j7 X! R# x% P( ?9 a( H Z! B
0 \3 B" d8 c8 T- `8 y
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。2 ~2 n: x, y7 ~9 b: k
& {$ n4 q* {; l' z) c● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；( v2 ]6 G- h' j$ {# v
● 待机功耗低于75mW
; P! g7 O/ M7 [5 ^● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431& z3 r3 [; Z1 z& g) A' c
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出3 e3 f! V+ I* C2 ]
● 可编程CC/CV模式控制5 M9 }$ |8 m9 n' g# p1 Q' k
● 高能效QR控制模式0 P l" v8 k3 v
● 内置输出线电压补偿功能0 x; b- h$ o, O6 P' b
● 内置初级电感量偏差补偿功能2 ?# j3 Z+ y( {: g% R) B, m
● 内置全电压功率自适应补偿功能
; W6 g+ o. u5 e! Z4 K$ Y● 动态负载响应功能9 [! a5 g7 l4 y( H% C
● 内置过温度保护功能
) }# b1 s$ V4 p% Y; {● 内置输出短路保护功能0 I6 C4 s6 D5 D- g3 y& K Y
● 内置前沿消隐" s- U v' r n a3 z
● 启动电流和工作电流低& L: f+ U( l" \! i) `3 a
● VDD端过压保护和钳位保护
. [. y/ V' R) S( E● 逐周期过流保护% \/ o* W# j: m, Z9 ?
● 内置输出整流二极管短路保护
8 V7 t% m' O( U7 B● 内置输出过压保护功能
( c0 A0 o8 O ~4 {* D w; W, D● 内置所有PIN脚悬空保护功能& x% x% w: C. M4 J# H8 [9 N
● 4个引脚散热8 b8 |5 \$ S$ O
● SOP-8L绿色封装& x$ Q7 @# Q6 @* g6 o
; x% U F# ~1 }- Z$ {% w! @基本应用
% ~# E9 L" u# d9 `/ ]( N" _" l● 小功率电源适配器
- w0 ~/ t2 u6 V" o1 V● 蜂窝电话充电器
+ L2 K9 y4 @5 h" d/ p# r( L● 数码电源充电器
% h7 c, R( J( F) K' b+ E% Y* ?& e● 电脑和服务器辅助电源
: a$ j" H4 N0 U7 s, A# w● 替代线性调整器和RCC
7 n5 d- l* F8 U& \0 V2 C* f5 b4 y5 X$ t# [2 S
典型应用
& @3 ~$ Z- f! }" Q
# Y9 O. \' s1 ~引脚分布) }4 r) l/ M8 p; C/ S, V* d h
3 P0 e& n. ^) N4 s6 s, O3 G! x, }9 S引脚描述
2 N0 T( D4 p1 A+ n$ g! y2 J2 T6 d4 }) x/ S' ]7 W8 p* g5 Y
CR85V25RSA芯片特性：
d7 [% G. s0 O4 F* ]' N, f: v4 M
● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；( }" D) E# i4 c1 R0 ^+ }7 M
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
6 B+ k. z G6 p" o6 h. N7 V8 F● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
. v! _( S4 f& p- F- ?' \
1 i8 r P, Q/ A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。: _" v6 x3 D# D5 A
# ?3 i+ C! J. 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。" J8 p& m, @& a& r' T1 n
5 C. b" E' @& }9 \" ?' F
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。/ V9 [# _( P' h
4 q1 z9 j2 O9 G- _3 Y
02、样机特性
+ }9 M" K2 J' v9 a* I0 K3 `
$ t1 L6 `# H, U' h7 _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, o& W+ w8 b1 `( a
5 c( n' g. g/ c5 ]* b2.1、输入特性：3 c: j5 P. i) X( t6 H5 ~9 u
7 R9 L' s7 l9 n6 E' U
2.2、输出特性：
; H- D( H1 {0 n7 V' w
* v" ~3 G) n I2.3、整机参数：' _* d4 t# \) Y& x4 \- |3 }1 Y0 }
. Z# j' {! c3 C+ w- i6 B" j2.4、保护功能测试：
4 H0 E7 ~# K4 ]
/ U1 M$ I3 s* Z) f9 h2.5、工作环境：
4 n$ G& |& B# c7 B5 } A, p9 i
# ~. A4 G5 J+ H5 Y G5 t. S0 P2.6、测试仪器
+ u0 T# @0 L9 o- [5 |6 M3 z1 X* X. `2 Z/ @# G
/ e# v- o( X! Q5 n1 U b2 k8 T
03、样机结构信息 N: k4 E8 Y1 Z
; Q2 R8 q: U( O! Q6 I' A
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。
" P! a/ g5 Q: p( p$ I( ~7 A' ^& y1 q
3.1、电路原理图及PCB版图：
4 n6 j# |8 @# |( @
% D. {! {' `$ `原理图：; r- l: ~9 o( F7 z2 e
9 t+ c7 i. q! J7 i. ~) ZPCB版图：/ X7 g1 I% z+ r. X! h
& E0 b P, c b d! L
顶层布局图 1 |% E' q9 X' u; u0 O! C
底层布局和线图
8 G5 e9 B) t- G) ~3.2、变压器绕制工艺：# p( K/ K a' Z1 K8 }0 e# z
5 W# m3 k% e1 r" h/ D* `% L（1）变压器电性及结构示意图：# O* h2 y4 ~- i6 q6 v- n. N, }
" _, F5 `& ?: U% i) ^. B' G/ D
（2）规格参数：" \6 q4 `8 x0 u% Z; U
& N. ~) m& \3 u$ n5 v3 E* ? D
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；( s' v1 s, E$ j8 c( O* B% R
2）材质：TDK PC40 或同等材质；- G0 `# }( C% q) k- C* e
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线" b0 [* y, Q0 B7 ~8 s$ T
4）次级: 三层绝缘线
) q5 O, Q3 v& o) ]. K( a7 x5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
% N6 T7 y3 N0 R; G! k1 A( u \8 W6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
+ E n- b& ]( ^. G7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
* w+ E2 @0 k' }1 T! h8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
& ^- J8 e% s, {# S5 j4 P9）成品要求:浸凡立水+ p" w, X3 @0 ^% S
) N$ ]7 D; ?1 `& T7 v1 y: s3 M（3）变压器参数:
6 A, U0 e1 V) t% U# y8 P8 o- S
6 R) S+ h/ U1 x3 J6 c3.3、元器件清单：3 n. o- ~# e2 N9 N7 f$ O/ }) A# [+ O
* a5 i% E$ ~+ Z2 C& L* v
H/ s! Y1 ^# j6 j, p8 A% x1 J$ A
04、性能测评
2 y$ l+ ^7 t9 t& q
& l) f# Q* G1 h) E: R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。
$ G( l1 _, q0 ]
; U. h. D0 q! K4.1 输入特性：8 J3 W3 b# A8 ?8 N! o; |6 W( H) J
' K* K {$ i& e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。5 ~; b, p6 a2 l' X# q
' Z3 _; b- ?4 ]7 Z
表1、无负载待机功耗:* l# q3 V: S+ X( B+ i
0 z4 J) N/ U( c- \4 e) }. ^
表2、输出100%载下的输入特性
; U9 S! g( k2 H$ l
' |8 ^! w, ~1 i" o0 }表3、输出PCB端测试的效率特性:
4 Q1 a8 l( v* X, m! y: ~
6 l3 ~( U9 _& `; Y4.2、输出特性：
/ [" N: \& Y# j; _$ c- X
& U: n" J* ~; w6 T( `注：以下数据均为PCB端测试；
4 E' \* ~) ^3 {7 T6 C6 F( {' R
R& `+ N' f# b7 N4.2.1、线性调整率和负载调整率：. p& l0 u9 k3 c! w
, g( ^ S# |) s6 }: J* d
4.2.2、输出电压纹波：
* f1 {' L/ o& E: |
% }9 I" }. n$ K6 A: t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。
! O. D( E" W" a8 o1 D! e6 u' G/ f3 ~5 T4 e+ ]; h C
0 E6 |" W# O+ ~6 O) v
纹波噪声波形图：
5 R2 y* T0 u: O K1 o% Y, tFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
. H5 D; N& B& e( NFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load : o& @) I5 t6 F, H: v/ L( B
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
( k) ?! ?! u+ A& r0 AFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
0 L, a$ l) N* P) U4.3 保护功能：
$ l* {% X' u8 E) O: w' a# u6 u$ }3 l4 d: p/ v3 W$ X/ E1 i
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 C$ f# B2 ?4 r; t6 y {( v) x8 S* ]
4.3.1 过流保护：8 s! X" ^5 z; ?% \0 s# _$ G
7 P, G# G: e8 ?3 N# w, v3 F$ `% R' ^& O
4 e7 l+ A' Z, g6 ]$ H2 J2 y
4.3.2 短路保护：& M7 _: n1 `: q1 {% A* d$ o
$ `! o) w( [+ k6 s$ ^ }; @
功率计限流电流为 2.5A
5 x( Q$ A3 ]( B% W4 ^8 G6 N" w+ g+ w6 W- [/ @2 ]: n- }! o! @
$ v: B8 o s) b/ {) d& L. v
5 Y, A2 k. c# I# u. B1 Y1 i! z4.4 动态测试：6 r* @! O, ` X0 Z
% _. Z3 |9 g" ?3 h4 f
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。
2 E4 E- v0 O9 H* g$ m
! A* k& t! n7 h9 I, n
6 K/ a; f$ n) t7 pAC90V @ 5ms
% x/ J& B2 |4 A+ H, N% tAC90V @ 10ms 0 ?* ~8 E0 v- ~
AC264V @ 5ms
% o9 }9 {1 G1 P; i5 |* O, ]AC264V @ 10ms 3 D; \% K3 L! r& b
4.5、系统延时时间测试：
/ C9 H. E& C, v3 ]
3 L) e3 g+ F5 n& {0 t注：AC端、VO输出端波形图。- s4 C: T. d0 k# Q) v1 ?
* F( S: c" }: x ?& E* }( p+ o2 o7 u' r7 u- H3 K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 9 V. z/ `: q9 ?& |+ v6 Z4 Q
TON_DELAY @ AC240V，100% Load . z; I: Y4 o$ n) q- ?
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
% l; Q% W- ` `; \# eVOVER_SHORT @ AC240V，No Load 7 [+ S- g' K( w# L
05、其它重要波形测试
0 x x, g7 k+ j5 g
$ U: z% S: F5 T. A% MDRAIN端、CS端波形图：
/ J; e, \2 |+ i- V7 }9 Y( f( ~
- A4 N( R& c! uAC90/60Hz，100% Load - G/ i5 h# D: K* W- i7 X
AC115/60Hz，100% load * N9 t! N6 P; ~, { N. h
AC230/50Hz，100% load
+ o# ]+ Y6 b2 H3 u5 }- L1 eAC264/50Hz，100% load
; G9 Y7 {. T1 z( Y7 E8 T5 gAC264/50Hz，100% load 6267电压应力 3 O' h+ q( j, l3 B; v& k
AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力 6 j+ \, S" X) h7 ^9 o7 [/ Q
06、温度测试
# n$ ]& h% v3 d
( h5 a2 C& J0 _5 M测试条件：40℃环境下输出2A测试。
/ M+ H/ }$ o* h+ e( F/ j! ~( Q* v7 ?2 ~* ?# {& c
07、EMI评估测试
8 f- c- S$ A! h2 q4 e' r/ m; W! u/ d) i
测试条件：
- B( E. \5 `/ x5 @7 O, L' D `4 Z输出电流：2A 负载类型：电阻。
/ t! [6 d5 o2 e5 B限值标准参考：EN55013、EN55022B。+ _! v- U% {- \" A
AC230V 传导 L 线测试 PK+AV , v& z% n5 t4 ?, @/ m5 t
AC230V 传导 N 线测试 PK+AV & `( t* r9 D' w. d3 J% w
AC120V 传导 L 线测试 PK+AV ; U- k$ {4 r0 }% Q1 n1 z! U$ j
AC120V 传导 N 线测试 PK+AV
$ y: _- f8 B7 x6 ?6 wAC230V 辐射测试 PK+AV
. ]+ F+ |* Q0 m+ [$ `2 [AC120V 辐射测试 PK+AV 5 u+ i1 Y2 F8 O. Z
AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 ( ^" N1 }; q" v4 x" N! B0 F$ [
AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 5 ~5 k3 M- ?. D( G. a
|
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