本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-5 17:26 编辑 ' P$ W1 a6 | {& m' d) n6 q
( n' @3 n4 w0 X( G概述
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随着电子信息产业的飞速发展，电源适配器的应用场合日趋广泛，对其性能的要求也变得日益严格，包括对其效率的要求，特别是随着全世界节能意识的提高，对电源的效率也提出了极为严格的要求。本文，我们将给大家介绍的是基于CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。
Q' S }" A! Y0 |9 e
( x& C4 [) _5 ?- H$ p$ m7 K1、样机介绍
7 q; T3 P% s- o* A9 R; ~/ F% t6 F: F t2 |
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12W，恒压输出的电源适配器样机，控制IC采用了公司主推的CR5269SSG。
4 Y5 L8 r6 ]! z, j& z e. t
* m# b5 H0 t( p/ D. u
% Z6 _' `- D/ T4 p b/ n0 i
2 J( |5 m+ ^5 h$ RCR5269SSG_12V1A 工程样机示意图
1 \4 A0 T7 D- ]+ t. B' C0 E: rCR5269SSG产品概述! }- f0 @7 j; B2 P8 U
. i+ s7 V" U! LCR5269SSG是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSG集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSG可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSG中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。
. ?$ R3 R/ K1 W9 q0 |) o% S( M! K8 a( S
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。; g% B& h) S: g+ N( V
1 P9 n6 C/ I4 i6 E8 M! E3 `
CR5269SSG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），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
9 e7 i) J1 N2 c! s4 G1 F
; Z/ W% @2 p. W- D, H$ \* l }芯片特性：
( W* e6 X$ `8 e& R7 e+ u● 全电压范围待机低于75mW
/ h: s0 P2 ~. Y' @, f( f' s● 满足能效六级标准
" {# R/ j( N9 o7 O● PSM模式降低待机功耗( |* ~+ x- u" l9 z6 j% x! w
● 内置软启动& r! H) X7 `+ n5 V8 @
● 良好的EMI特性
& j1 M7 R# e2 Q6 Q* `& N% H● 零噪声工作
& d3 e) ~5 K. K. f1 o* w! Y● 典型65kHz开关频率5 n7 x# b( D! m1 u
● 电流模式控制7 b8 A% [* m; a+ | C
● 内置斜坡补偿) T9 N! i6 X# ?# V; r/ g1 \
● 内置前沿消隐+ a1 T8 r* P+ L- T2 N* L1 V, Z2 p
● 启动电流和工作电流低5 n5 ?) P8 l G0 L O Z: I- P. z
● VDD端过压保护- O# Z3 k! v, ]2 I
● 过载保护2 j4 l5 k2 s7 G
● 逐周期过流保护
! h/ t8 | r$ ]8 v% m; E● 过温保护
0 U: c* z# U1 f- |4 e: o● 输出整流二极管短路保护" v; a* |3 }. i# [3 M! _
● 四引脚散热! H* {0 R" R* B
● SOP-8L绿色封装% e' A' k. v' ^/ [7 d
8 Y; K. [ t( |; E! f8 L
基本应用6 U% g x f7 X {) s5 w0 p
● 电源适配器- t \7 d* g/ {* R
● 开放式电源
9 G: I# A! c- H● 数码相机和摄像机电源
3 o3 h; H8 @% u' N● 电脑和服务器辅助电源
$ `: s% o0 I% r: Z+ F8 q● 机顶盒电源
0 u% a2 m9 i+ b; s0 L: D● 掌上电脑电源5 b) x4 i2 S p- {
8 u0 z- w! J4 _. g; \5 {: T. e8 O, ~引脚分布
9 ?4 |' L$ Q6 Y+ N `8 e
6 W; b3 K4 ^5 V3 H( v8 D1 Q引脚描述* l# W0 y! x/ v- p
\! Z$ c: h3 G, }# q9 F% I; t, [ i典型应用
" n0 b5 u9 m7 Y% N! z! Z. R1 c/ L+ z/ M# b- w: L
样机PCBA尺寸：63*34*19mm( L*W*H),是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时PCB平均效率84.09%；能够满足最严格的“COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。' i8 r/ r% y6 [3 c ?. V
# [, U l! l8 i# I% Z$ S% F+ F样机具有良好的动态负载能力，良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
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- D' p4 l$ [( v/ L样机的变压器，采用了EE16W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。 e/ b, K8 B" v
* V2 Z6 d* s) ~3 j2、样机特性5 P( b. C% f9 L+ z+ ]
* Y" N! c j; z+ V! G& W
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。
8 ?6 M$ |8 O' K& Q0 z2 m( a% [; x" O4 g$ a& v5 T R
2.1、输入特性：6 z/ @9 A, f2 U; p
& Z2 t$ \2 h/ u; c' T* L
2.2、输出特性(PCB 端)：0 f9 x; s3 k9 Y- V2 e0 d! V$ p
M. X$ T6 \9 Z& k0 W- i
2.3、整机参数：
% ]) Y& H1 |6 ~- d7 I! l, l& J1 ?( _& g
2.4、保护功能测试：
: v3 t* s T! R0 q4 M7 e6 i7 ^9 g9 d+ L% Z9 E+ S
2.5、工作环境：
6 ~! i- Z6 r: w1 W* I; H- \- g. \- J5 q6 X6 d7 [
2.6、测试仪器：1 U" K- w8 ^; q- q3 Q% a V% F" q
8 V, c2 R* z% S& X0 e+ x
3、样机结构信息
* z8 {8 P3 A5 g; p% U# h% E
+ B: w+ o n0 m9 M1 H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。
8 \2 B- W, U/ g( I: U( ~3 [! z! w& I- n
3.1、电路原理图及BOM：
. A) q4 f8 N7 A+ T
8 }1 x$ R9 m% W1 z# K3.1.1、原理图： c, @; i6 E/ G: A" P
) B- g+ V& [+ q4 K' |4 y2 K! A9 o1 U
3.1.2、元器件清单：# x+ \+ T8 d- _' I& I0 E
: n! `5 Q2 s4 }3 {3 J3 Q3.1.3、PCB 布局&布线：9 ~; e: a' A; G/ o
4 }) D7 ~) v* [
PCB 顶层布局&布线
- e# P6 J; e& O8 t( F5 P1 E
PCB 底层布局&布线 ; @, v! x0 t3 G# a2 F9 a# ?' {
3.2、变压器绕制工艺：7 H4 A2 Y7 c3 y8 [( f3 ~, P
j% F1 J+ e" z$ E& F; E$ B! |& _5 l4 _
3.2.1、电路示意图：
& C& x4 ]' K, L& g& c* w9 G* E0 }1 N4 {, E# q" X1 H
3.2.2、规格参数：
) o, Q) @' L# [1 F1 Q2 y1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
0 p6 o1 K. n" ]; |! U2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 m9 X0 v7 Y2 O& O$ i3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；
2 l* ~) ~" r; I. ]5 ^/ U4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地+ w: y. Y. U, `" V
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；( e9 U6 `: e" o8 r& ~
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；1 b9 g7 I" F( x/ K# h! d
7）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）)；
7 B, Y5 Y" a( ^8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；! ~- P# `, O, B$ \7 B
9）成品要求:浸凡立水；
1 |7 p d3 N% `* O) l) {
( i$ B: z$ _* j; p& H( h3.2.3、变压器参数:
0 v" o5 `; b% _# J- _/ o0 B/ g7 c) X' J2 O0 c9 R: V8 |# ^
3.2.4 变压器结构图：
* _) V3 W! \' e" g/ m
( n. ?( n) H! m' S4、性能测评
, z: y) P7 r' p$ ~3 e5 P0 o$ F" R
: T+ g! Z# ?3 n1 E! |$ o/ Q, L* ~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。
- k2 n# q% W0 L% Z: U
3 V _" J$ \! b% C$ ^+ p6 R+ X& p* Q; J4.1、输入特性：
, w# C# }) n% D9 Z3 n0 L2 \+ ~3 U5 E3 f, w% C( l
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。" C$ u% R2 x2 a
8 E; G/ p* Z$ _% J
4 o7 y0 b: \& u: C表1 待机功耗& ]/ t1 D# Z% F. q
; O; K2 e* ]2 s/ V3 N( m4 E表2 输出100%负载下的输入特性# s( Q: z9 ~/ F' r4 l% O7 @
) A& N9 `" @3 [- i, f9 W c4 C% M& \. {
表3 效率测试（PCB 端）! W0 ?9 S! L$ b$ J
7 F9 l0 ^: H# k/ B
表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）% f/ d) G+ N$ _' c
5 X( M* t6 }: e2 S/ ^( _
表5 能效等级评估（PCB 端）
6 L/ v% t, L# e8 P1 f0 Q1 X4 F3 u+ L) T: P: b* J; n& D
4.2、输出特性：
& ]! I7 a/ E* D5 U% O4 \% U
9 g' ~ i! v' f, I4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）
. |8 Q3 R* _: s' i* W' [, l. A3 t# ?3 d, ~3 x
6 a/ s: ]8 ]7 G) [7 Z6 I
4.2.2、输出电压纹波：0 L" B1 f; x3 L5 Y: a
! G( ?0 v: U% U# {
注：纹波及噪声在PCB 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。8 f( Y; \/ h- O/ b
7 X! y1 w! z( w) A' o0 m
0 v4 I# w6 u, j! T0 e2 q
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 4 {8 J1 K# F0 K, ]7 x
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
; C* G3 [4 ~* k6 R J8 Q5 V( F9 u: W
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 8 x# h. O* ^! c- K0 \
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
7 ]' Y7 y8 V: o) |4.3 保护功能：
. O' c' [( Z- |) C H
2 b6 |- E. P- M: i1 A# z, t以下涉及过流保护、短路保护的测试。' A& @# S7 T; u& Z, k
[! d4 [3 B2 _ y* ?4.3.1、过流保护：- I4 W. {, Q- ^- g$ O' @
; j" Q! a8 r1 ~! Z5 C4.3.2、短路保护：
/ p0 l/ @+ D4 @
- C6 E2 X; H+ M2 b1 k. j' X. B功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。+ ?' g) o' x) O0 p' S
1 P( Y7 p, q$ {" [5 D7 K
8 @2 F D, T3 y/ w, ~3 c `
4.4、系统温升测试% ]. a- o4 V0 o! h3 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1A。) c, J( u4 C, Y5 `9 a
1 s- x+ k1 O( ]3 s4 C
测试样机及配套外壳
$ o7 H0 K, K# n( d. z温升测试：单位℃
( N2 H" m$ s5 U5 t1 @4 o: Z! N$ Y2 P$ u
4.5、动态测试：
; V2 k H; J" X3 u+ J" B. r
* }% B( f7 d$ I8 u) S: H输出动态负载电流设置为3A 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。
. O1 P! a6 }8 l/ i2 z m( Y A& Q7 X5 u
, f. T0 m4 i, u$ U" z; G l5 n
AC90V 5ms * A8 H1 m/ O) f
AC90V 10ms 8 L& d+ I; y" s( I1 P1 z, P
AC264V 5ms
r. c7 G0 V. U9 \6 H4 B) f6 |5 ~
AC264V 10ms
+ t( o! \- f+ s7 ~1 }4 D4.6、系统延时时间测试：
* J: A$ M1 S9 P" u4 a' }4 |# t2 u$ c: B2 y; p" L
' _) v+ V; x5 w( R0 V! [' W( l
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
/ [; p( R4 B( M
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
, [6 X& D/ D# t
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ' T$ t7 T3 ?1 P- `7 i. M
THOLD_UP @ AC240V，100% Load % s1 [2 p5 a4 y1 |9 M( C# h
VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load
- J4 ?4 I9 K+ u
VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load , @1 |; q7 g% h4 U- f
4.7、其它重要波形测试：$ }7 q8 @( ^$ [: L) x! K
4 x- n. b5 U5 ~3 VDRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
/ z- u& D/ N( P! _0 V9 k- X+ i# z; s
AC90/60Hz，100% load 8 a1 E9 g6 p2 a+ t8 h6 W
AC115/60Hz，100% load ) C' v6 I' `$ F$ f" {
AC230/50Hz，100% Load ) v2 _( I$ u+ f$ H, I" s' s
AC264/50Hz，100% load 0 e4 C+ b( \# y$ t) I
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压
# C A% C# X) E
AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形 - ` C1 L1 \4 e4 E% j
5、 EMI 评估测试& Q7 F+ K* _; u
2 m# ?& o* v, M7 A: J8 O9 u( g, \% X测试条件：输入：AC115V/230V/50Hz；输出负载：使用大功率电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
& I+ T% ]) X" O& S! x5 s" ]2 j( X5 m3 \0 _; V: E
AC115V/60Hz 传导L 相
, S% k- x0 y2 ?" c1 H; ]1 B4 w+ Y
AC115V/60Hz 传导N 相 1 a- L- B6 b. e* a, B
AC230V/50Hz 传导L 相 ' ?7 `+ l$ e8 k
AC230V/50Hz 传导N 相
7 L ?7 S/ i& i- D% H& Q; b" g' J2 [% W
AC115V/50Hz 辐射测试
9 \8 z8 a/ c$ J# v6 Z# p" d% \
AC230V/50Hz 辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-5 17:00:01
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡