本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-5 17:26 编辑 - Q) L9 Q: U8 s6 V! x
o% M! ^7 r& X* n4 x, A( v概述; @7 l2 }5 j& l4 F, x# u* D
; G* C+ B( t- {% f( A4 C! q( k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。
0 S; F3 p2 p; e
4 H3 d9 M8 f# b2 J+ L( y! O& n/ V1、样机介绍
8 ]' I' A X" t/ ~% i6 A
, s/ z4 Y2 z5 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。2 O/ p& j3 M& G5 l" M& J/ Y: k
$ }4 k+ c$ {9 G
% t+ j8 O8 W6 E
+ Q& z3 ]4 m8 q' i0 nCR5269SSG_12V1A 工程样机示意图
$ J4 t' t" C$ wCR5269SSG产品概述. K( H7 c0 Y$ L) V) \( H' G0 e
3 ?6 W! ?0 Y! gCR5269SSG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。
2 V: r) L5 s! T
0 d8 d x& f5 C' R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。* o, N: T y5 `
# r3 j ~1 I. e6 B3 A* B8 ]. e: l
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。& C7 i- U$ D$ E) }, c! h; }
, s" Z6 |8 e( f1 D T- E9 G f
芯片特性：
_: l ~" ?5 [8 \/ [! ~- k● 全电压范围待机低于75mW0 E# |3 F, y0 }! \; M [
● 满足能效六级标准& B9 q0 _$ o) v8 |9 l! M: a9 P+ O
● PSM模式降低待机功耗
, ~6 }, C- D- R; V/ ~* Y0 Q3 f● 内置软启动: m6 m: p, l+ q0 J- ~
● 良好的EMI特性
; z/ ?2 E* @# i$ r! ?" H: \● 零噪声工作2 U1 Y" h0 @0 t. T w3 l
● 典型65kHz开关频率
+ ^8 T& ^, ?* b. K# W● 电流模式控制
4 ^$ u' E) f$ l7 {; W5 ~1 q● 内置斜坡补偿; Z0 O! D7 Q' `, k% `
● 内置前沿消隐; m1 Z6 J. K8 d8 ]* |
● 启动电流和工作电流低
% S" G) i/ n; h& r1 v● VDD端过压保护8 {) J X9 h9 _$ j$ `
● 过载保护
! e( z/ g- J g9 [● 逐周期过流保护
& i; \9 ~2 D& ?8 u, s& H● 过温保护( n+ [. D0 _6 O& Z( D
● 输出整流二极管短路保护
$ |. |: s& s, V& f9 \● 四引脚散热
- R% J: v4 _8 }# s: I. K- U1 ~2 B● SOP-8L绿色封装
# M8 t |) S, g) {0 V( ?6 ]
. ]) {3 g- |% a" ?: F1 A基本应用2 }# h$ Y" j1 c M+ t, R3 a
● 电源适配器
- f5 l! i! K+ G● 开放式电源
; D" |' p7 J# h/ A- \7 y● 数码相机和摄像机电源
2 J% d( @7 W/ E& [* M! _● 电脑和服务器辅助电源% E1 a2 t- g# E! Y1 R
● 机顶盒电源* ~8 C3 k) d k) l; ]; ?3 L) `4 V
● 掌上电脑电源; ~* O' z9 u$ c" ]
7 a* {( A0 o* Z. `: q0 K引脚分布
" S# E4 q+ u! P; }" @6 F! w' Z9 }3 }' u
引脚描述
4 k7 T7 M$ k1 Q
- C* I8 t/ o/ G3 P* T5 B- u典型应用+ }; F7 q6 o j3 H3 F- [
: T) ^! |% E8 D) ~3 X, l5 a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。
- l8 P" w# S# Q5 Z* D/ P; s9 ~* m, w8 d5 o
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。2 Y" f, p( l; ]% r
5 v" m' M. c2 @6 {8 h4 [+ m7 C
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。& } g3 v, K! t0 k) H( c! B
) w5 K( _/ M% R1 L5 c" ^: S3 h- W
2、样机特性
, C6 P& |; D3 H1 y$ n' e. @
+ ^5 [/ _0 Q% b( J6 s9 m8 l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。* t y7 D! E5 Z$ O2 j
2 \" p# S( L: n% \" u
2.1、输入特性：0 C, D( l$ f, y% P D9 E% A% { k# S
' s7 {* d, K; } K! m! k. v& A5 S
2.2、输出特性(PCB 端)：( O% ?# z4 H* h
+ h) S3 Z2 x0 N7 O. U9 @7 W( ~2.3、整机参数：
$ ^. U! { V- D+ S( e2 p7 r/ O6 J- T# z7 {# b* Q# I3 m. V
2.4、保护功能测试：
) [( r, c6 Z' ?$ a$ y# H4 E. `! S& d& ]' \
2.5、工作环境：- p$ ?- c8 L/ ^2 [5 _6 d2 X+ a
3 X; L$ w6 Y: |6 E
2.6、测试仪器：
% B# |, P8 O2 b$ B0 ~
9 o$ m) I# S- a. w! U3、样机结构信息
( u- ]0 r1 r0 j. C
$ _% m4 {+ ~& e+ A" R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。: X6 Y5 |; ]& F8 z7 U$ B
" ^) l8 Y% P' ^$ a5 x: _3.1、电路原理图及BOM：
; l6 ~' i$ J* A; c
! q0 g# J* {1 N1 S3 e5 J+ Z0 M3.1.1、原理图：' c5 R/ @& [7 C
/ P G( z. R8 y+ L& D3.1.2、元器件清单：
. f% Z3 z" h% K& ?% B( o0 S, R* g
5 G! C' f% P5 G3.1.3、PCB 布局&布线：- X! n5 C# N* n1 ?- A
; O! N7 c$ e1 N/ a& {' j
PCB 顶层布局&布线 & }6 D( w% a a, C# x: Z) V3 }7 M, L
PCB 底层布局&布线
2 g& U* x" P/ D5 _( w3.2、变压器绕制工艺： V D7 v' p% v% D0 S* N# ?
1 r9 Q5 N* ^& Y9 b# I3.2.1、电路示意图：
* O; q5 z' L6 a. \% N* w5 n
6 L B1 [6 A, `& U3.2.2、规格参数：: f0 V1 L4 A3 B" }* _
1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
# } c4 o W% A2 e) W2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* Q- }* B% N! H" Y' Q' Y3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；
& [4 M0 o1 _2 u s4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
{+ W2 L& n' o! j7 f9 T5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；" i; U% J7 ?6 x4 Z9 O3 ]
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；! R. _" @% c( U) L$ T8 Z
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）)；% v# a: R2 T, G' z2 h
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
* o* q' m3 w3 P- t) y2 W1 a- A9）成品要求:浸凡立水；
; D' `" g F- Z+ o3 P) V7 z, Y3 K$ m0 g# _! {' e3 {2 P
3.2.3、变压器参数:6 ]1 x. l0 v" P8 o6 H1 _. q
8 l' m" E* e! f1 R* E7 }' h6 c3.2.4 变压器结构图：
6 r2 Y# l2 e- h$ f1 u8 ^7 h" j+ ]& q# B# i0 G
4、性能测评
# k1 V8 @; J/ y; ^0 e* a5 v$ y* y; F3 }& j8 o% e/ }
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。& \7 i% z% p1 S+ g9 t- b
# @ S* A E5 q
4.1、输入特性：
% {7 P) d& p. \" g% a; Q! V! i4 [& [' 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。
, B. K% ?3 D7 b ~0 Z& D' @; h O1 s7 W/ w3 U4 u4 V
4 ~4 {' H1 w" q& i
表1 待机功耗, {9 f. e6 q) t3 S
7 ]! a! _! a9 B3 k* H$ }
表2 输出100%负载下的输入特性7 c9 s E. U5 f( u; p, c
, ] j9 g8 b+ c4 k B表3 效率测试（PCB 端）1 C& a; G9 _" G# U
& V" s, U$ |! w; n7 v7 D
表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）/ w: \. I2 N' ~1 I. j# F8 G
7 Y4 ]2 s* A/ Y1 G1 B
表5 能效等级评估（PCB 端）
9 y! v0 j5 v, m$ k1 ]7 P) ^. c N( B, c. |$ P
4.2、输出特性：' J7 j7 D$ S5 e! C4 ^# Q& f1 F, G
9 u7 `# \6 Z3 R' D% _# P
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）
5 P+ i! J4 A ?. r% V O
' x$ B9 O6 D9 L7 x3 x( }
j5 R% X9 Y4 H4 w5 x4.2.2、输出电压纹波：
3 b, L, O* E# o8 x, j. M9 [' l
0 c p" k) y( S3 u" p( b! ], X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。
" [7 C" ?+ [7 X \$ F# D1 e- M/ a7 {8 K2 T
& w3 p; C3 u6 p+ q
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ' C: y/ O q: n$ K$ O( f3 n
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
8 V' j# d& ?. G
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
$ w8 g- ?8 P/ P6 H& P- k5 ^& _
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load : j3 _! D0 e; H' \% m. P
4.3 保护功能：
, ~+ P' d. R- e K4 n! O& p9 \
6 K3 t/ C8 a, w' B. J1 [以下涉及过流保护、短路保护的测试。; f3 Q0 {6 V. c! {5 |/ i4 S
/ G( m" F% J( T w0 D0 w, M4.3.1、过流保护：
( u0 U3 D9 W3 v+ {6 f/ Z0 G2 B% e. J; N& B, l. x. p% a
4.3.2、短路保护：
* l( ]" _8 @1 S8 q" `1 v$ P* A8 m) n- [0 I+ T% K! E7 N L
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。8 x# v/ V0 g M$ _ x B d
' l! }: B+ `& g! n+ a
; ^8 _7 S R% A' q9 x4.4、系统温升测试) E! k3 ]. v, `+ ]$ U; \. U% a! {
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。, V5 ?$ S% e3 d' d! l/ b
5 P5 `0 X8 `! Q7 z
测试样机及配套外壳 2 } T! ], l/ a# ^
温升测试：单位℃
c( ~3 r1 ^6 i% U+ [+ k
1 @: }5 ~) S8 D9 L1 K- ]# c/ \4.5、动态测试：
+ E9 ]& e1 |/ Y0 o" O
, I5 @+ K5 z" G7 t+ C# T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。+ P F$ D3 ^9 f1 P5 B% P# w- Z
( q. `0 u! R4 W- ?- Y
U2 X8 \; R' ]
AC90V 5ms ) ^6 r8 Q( n- }0 E( J0 p% s" k
AC90V 10ms
9 q% H8 L8 J' k3 O- F
AC264V 5ms 7 p$ m8 K4 I5 k9 F
AC264V 10ms 6 A; U2 D4 `/ J, q6 f
4.6、系统延时时间测试：
# _; l. ]/ \0 F! r5 g- i9 @* M1 N
7 b. N7 P# e& `5 \7 N2 G, l" U
$ p3 @+ M l& s% [# J# R* b
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 1 H2 A a6 U) y, D, {' {
TON_DELAY @ AC240V，100% Load - Z( j" \/ u9 B
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! P" z" t, a4 a$ G! u# x6 ]
THOLD_UP @ AC240V，100% Load ! B! `7 O2 f4 e7 {& W
VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load
# y' f9 l9 Z* H) z& h8 T
VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load ! A; s3 }; Y6 H' M
4.7、其它重要波形测试：0 L6 I7 j7 H6 h, U
, r) i, H( x4 Y& ] g0 h' s& \1 i: SDRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
2 t7 b/ x: Z Y5 f' q( R! M0 T9 h( S6 Q
AC90/60Hz，100% load ' F; p8 o' @/ F
AC115/60Hz，100% load
+ ]6 s7 e/ P- `. }! M( Y1 ^: y
AC230/50Hz，100% Load 4 }0 E2 J8 {4 Z5 \, y
AC264/50Hz，100% load / F: M* A/ W- C8 e4 E' }8 N# x$ C) @
AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压
& X5 b$ E% @: d# D; g
AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形 : ?2 S% m+ s3 U6 h/ |( x0 T
5、 EMI 评估测试
4 c# I# O7 _1 v1 _! _2 ?' C( I& I5 l% O) P6 H+ a7 p
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）& E( K1 `- x5 y, [! m( x
7 s" w& h3 Z! u# U- x, `2 h
AC115V/60Hz 传导L 相 # C- n) [" k) `9 \$ C
AC115V/60Hz 传导N 相 $ ?6 Z4 y2 E, b$ ?
AC230V/50Hz 传导L 相 ( d6 P6 \7 m ` y, C9 B8 M, l; g
AC230V/50Hz 传导N 相
' m/ @% T" T% f: q: C& h8 S# i
AC115V/50Hz 辐射测试
( R% U/ m) V9 T! J5 F9 ?
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