本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 5 H2 k( v8 @" t5 `8 x
, S6 J7 s* J+ ~" O& C本文作为新春第一篇文章,将向大家介绍的基于本公司主推CR6267SG 12W电源适配器方案,其中本公司主推的CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM开关。, i- b. K. W [
7 s. [4 C5 A- c接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!! J3 B+ O! l; B6 s: o, ?9 y. n
3 u8 k$ c0 O# J- U8 I+ E9 m
1、样机介绍2 B$ d; n$ x+ }9 F
$ @+ x! u! Q" P5 B# r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,恒压恒流输出的电源适配器样机,控制IC采用了本公司主推的CR6267SG。
3 i8 H+ g. G5 ]( r' ^8 _: V7 u1 |9 z! d. T" l
- d2 h/ S( V; j: N" q* m
u5 H. e, ^- V
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
% i- C5 d( E3 c* HCR6267SG- N( H" P# \' @, w2 E8 g. @/ C- H" Q
# G# X* P% f6 N& I$ ~8 t
CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6267SG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 (90Vac~264Vac)内输出恒定的功率。
# A& J( l: L8 ?. G" O% U8 c* G( ?. R5 L* _
CR6267SG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,使得芯片具有更高的可靠性。
\5 d& f' ^3 B9 u& w" L4 b2 y7 e$ Z) l" N- C6 j
芯片特性; B! M4 B# f" o: n+ U* Z$ O( Y
6 i; M" e; S8 N3 ~● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;$ A1 g5 i; a5 L5 h9 C s
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
" ]3 n& n# ^: Q1 u7 p● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;* n5 o# f: ?/ r! T
● 低功耗以及良好的负载动态特性;: n# O7 Z, a$ x9 i* ?* t
● 具有良好的EMI 特性;; @. { Y$ T, V2 B/ y6 H( s
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;2 x6 L9 y! @% ~) U( J3 u" d) Z
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
. Q; d+ f% X- O$ N/ E* ~3 D● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。
! M0 F' r! ^- W6 o; k L. s. _
" u4 |4 P% F5 R. r基本应用
2 k! S$ E2 ^ L
3 a1 l7 F& u% T9 C& A0 _● 小功率电源适配器1 D3 V! Z; T. _# J$ r% @4 r9 A
3 i( N* X, C) ~2 H" @
● 蜂窝电话充电器
" [" W7 [7 p; c$ }
- f' }$ ~, ~3 _ t& g2 o1 U● 数码相机充电器
) P- U: I$ N( ], o% I% S" q
! }0 S+ K" N1 R; q" d; \7 t● 电脑和服务器辅助电源
! ~" W" R. d( {1 P' n1 X+ V4 F3 v$ @. s; Y" ` p( @3 D
● 替代线性调整器和RCC$ v1 K4 e- s/ i! F* Q
9 W4 T5 K- C, I引脚分布
3 s& ~( ?+ [+ p! e( M
% v% m# ~1 m; p引脚描述
1 S8 J/ x% ?8 U* j z( u$ r, @$ `7 P2 Q" o5 i$ Y& l9 ]. Y0 ~
! ]8 f* b3 U% x7 M( n: x4 H5 b
典型应用
* e( R. r9 q& T7 O; u5 i% F4 D2 d+ e$ w0 U
7 f0 V0 Y" f9 l+ m, h% i
样机PCBA尺寸:67*35*19mm,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样机待机功耗仅为74mW;同时效率能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准;全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。
( P. [) ?. M* Q% Q# [) c
% M+ r$ z1 J. K8 U9 m8 \. `整机(含套件外壳)可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具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。( N0 m$ z; |' x+ L& O6 |* j
& e2 F/ z7 U" Q4 X3 [; s! V
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。/ ^6 T: E, V3 m" ^4 J$ E
, ]) f `" | m ~
2、样机特性
& n+ X9 H& `* v( c4 o' m, a: P, q2 y1 H2 d. H! ~( J4 N
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。
$ B1 Z$ T/ Y$ l$ r0 r" N! N8 l J
: A# H9 [ S, l. w" o: h% ]2.1、输入特性:% R; T5 L+ D5 F% p$ G3 w" x
. @$ y2 r4 w F8 K8 E2 ?3 u: c* a; @" [1 |4 u3 `4 ?8 T$ Z. _% y3 p" j
2.2、输出特性(PCB END):
/ G, P" ?) p$ V7 U6 v' c* o% s) n I2 a! d# z
2.3、整机参数:+ w0 p! K# n6 i% U! I- X1 {
4 T& G( Q4 m6 e: j5 l, o2.4、保护功能测试:
/ U5 ^/ N$ w/ [
0 z& c# O7 m: N+ P: @ M! T/ \2.5、工作环境:* C4 Y. d( X& O3 V9 _1 g) k9 B1 _
$ J- [3 O' F, a2.6、测试仪器:
- L" E+ J% Y2 o6 o! U
5 u/ j% ~% h/ }; W/ S3、样机结构信息
5 K/ d j( b7 E7 U! [! J* [9 I4 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。
, Z/ _+ T5 m( n' ]' w8 N: ~# l
+ k2 O& x! w6 Q: E' h$ h3.1、电路原理图及BOM:
: s& h8 x& W* a
1 K* Z1 d! Z. e2 x; _3.1.1、原理图:
1 N0 J( C0 B0 _. e
8 j8 B0 @& f# d2 j% J2 g
: X1 f' q) j, p) t. y3.1.2、元器件清单:
+ K- H/ `# i2 d, N9 m
& z8 D' [ j! y4 S4 W: e! W! \; r' n% t& B+ z* B. v
3.1.3、PCB 布局&布线:- H+ T$ A& y E! i
, j4 D2 H1 [( n2 V
PCB 顶层布局&布线
: d% H2 O2 \1 b
PCB 底层布局&布线
- S' r! }4 a7 Q& k Y$ g4 a" O3.2、变压器绕制工艺:
0 G6 B+ K# p g& I
& W7 K5 ^2 F) S+ R3.2.1、电路示意图:
+ T1 Y7 U$ _8 o5 r+ g# u1 m' s/ W6 p' R4 ~% K- [8 p: Q+ o+ N, `
3.2.2 规格参数:
2 L; m9 e2 B8 y* h D9 b/ N7 W/ x" U" G# Y9 Y: M6 Q3 z
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
Q' W2 C0 K6 L, E: \* h t9 m! z2)材质:TDK PC40 或同等材质;
, i5 t- V: H) V' m% o! x/ e: V3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;
# ?$ i3 T- ^) j1 L2 b4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
/ m: H( b) P4 q1 {5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;' t- g* Y6 j& i( n. D; {4 B+ r; @
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);9 v* R6 o/ X. ?/ K% M+ `! s
7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);, E# W. P- `" F( m" G6 j6 y% N
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;. R. l6 D) m% h- Y
9)成品要求:浸凡立水;: E. y0 E$ `+ Y- F6 q
! Z. L) l; a5 S& x, E4 \4 p
3.2.3、变压器参数:
: D" o5 j! v" D( A
8 i0 [* ~9 R. |* d! i
1 @" L$ |+ o3 D3.2.4、变压器结构示意图:" f7 E; {3 D( @3 Z
2 {- I! s u. a" {, o' I4、性能测评$ v g8 } I- I- U: E
# y k1 a' F3 ]' Y% I
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。3 D5 j+ ?# Y" B/ `
2 h D+ c+ Z ]% e0 r r
4.1、输入特性:
) V4 d) J, ]( L7 `# }7 Q# h; n \: C' O8 u
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。6 z# U [% l0 m' M4 A, x
7 O7 D3 h, u/ [$ @- B1 w* _
表1 待机功耗
( s0 z: \5 n( K+ T% t- [! s8 n
8 x8 K# `' O6 d# @% Q8 F表2 输出100%负载下的输入特性
; M3 m h# t2 K! Q$ T4 Z+ u6 V! O/ \; T+ I3 q( N6 t5 t. Z: F% p
表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)1 V. V7 `2 C" y1 ]+ b
$ {* C6 [5 v* U3 m/ ~8 q
表4 效率测试(PCB END)6 v- A7 Z) V u, e% L2 ?! }" V
; u d# O/ j J4 F, d
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)1 E' T7 Q0 F: w B% }
1 e1 ~; g- R2 y6 D# i4.2、输出特性:
K, A) @7 e6 a
/ ^: m4 ^4 E& x! r/ w: K n4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable), w# c" C/ e; U
) T+ F1 p' ]) O5 w( R4 r
, H" j8 N. p# h f3 n( C4.2.2、输出恒流特性:4 b, b5 B: u7 V0 g! c$ W
/ K1 y, U/ x! H8 n# I/ p* ]
, m2 [, Q. _( q( \5 }7 `% _
4.2.3、输出电压纹波:
6 ?8 K* o: D& z9 y3 T) ?* J w. J' c
) f1 b% l( y0 Q' `$ S' z$ ?注:纹波及噪声在1.5m 24AWG 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 G1 V% i. Q X
+ V! G9 K4 B& t7 w1 e# @ & o" B8 j2 ~+ [4 T
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
4 z; W- M* ]7 |/ B1 I
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load % f" m8 |0 O0 n
R&N @ AC264V/60Hz,No Load & m/ q. ?- E* y/ p1 L
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
g2 Q' B. U% v/ G. B. a4.3、保护功能:
: r8 \! C. X/ Y" B8 a7 T' K% Q
7 [2 Y" i! u$ C; X i8 A# `% k以下涉及过流保护、短路保护的测试。! U; f2 Y* o: `
2 j7 T+ z3 V) D3 t
4.3.1、过流保护及恒流特性3 b& R' k3 s) C/ m% N w+ N
) o" ^8 B1 N k: Z
. y& S+ d+ `, [) E# w2 t
4.3.2、短路保护:
: N/ Q: k4 y) ]2 z9 [, ]+ j6 k& }9 ~6 m
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
2 y( s4 L0 N' a: D; T2 U1 R" E* T- e: h6 Z. @: e# Q9 y
q% O! x' H& F- C
4.4、系统温升测试
* y7 v' L) U$ x2 a1 K9 u4 F+ 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。
4 }- f5 [# x+ R. @. t. o, Z* i8 I/ Q8 s/ `! ?8 d/ e: I
) r& ~0 ?- A ^7 ~% ~* u+ I测试样机及配套外壳 7 ?$ G) t( t. \- i$ W. t) ?" }/ ^
, X8 ]0 l7 E/ }( l- U温升测试:
4 z# _0 r% C4 f1 W# ]4 N+ U3 H+ @5 k: n5 G# a: a9 a6 D# |( J
4.5、系统延时时间测试:( G. M4 c& K9 d. Z- w
/ p( f8 x% ]( P2 Z) \7 K
9 o9 H# U+ `/ B5 ]& I: @: i" u
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
+ L% z% a7 F* M1 | W
TON_DELAY @ AC240V,100% Load / F4 G3 n! ?+ C8 Z
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
$ A w5 v" l& v. W7 U: V! e0 [
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
: V) X& d7 w# j/ i; m0 X! q
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load ' x- X/ S5 `4 Z1 a0 G8 {; {' f
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load ! J7 D6 M, J( G: Z/ \1 c, k
4.6、动态测试:
a" G# v6 t: ]- f" h4 B6 w" H. f- d- ~$ k3 x0 _) V; P5 ~9 w$ w
注:输出动态负载电流设置为1A 持续5/10ms,然后为0A 持续5/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/us。5 {0 x8 z0 h6 X: o& K
' f" ^- U8 `/ T / ?# ]9 {3 @0 D8 t
AC90V @ 5ms
; c3 i* Y3 `; k! C& B
AC90V @ 10ms - N% c( J+ W8 d9 U' U: O
AC264V @ 5ms : D3 I m7 e; v( o
AC264V @ 10ms
7 y2 u1 Q0 m( }4.7、其它重要波形测试:
8 b0 E$ F: z9 F+ Q
1 \0 b; Y S" P% RDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:( y! N' \! A: R! |- L
9 b9 |6 ^" c+ o. J s0 G8 k. J( M: P
AC90/60Hz,100% load
' B% X! ~: Q1 s) w0 R
AC115/60Hz,100% load 0 X) ~- q6 J9 \1 i( N) b* B4 L% B' {
AC230/50Hz,100% Load : F4 _$ x& B8 C9 u2 W7 m
AC264/50Hz,100% load : o% D6 ]2 p `
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压 / y3 N) k- o6 l" u. z @
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压 / b% ?& A5 d' k" g
5、EMI 评估测试
2 B7 n, n$ Q8 I
; g, Q O* P+ ^# H7 v& W测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
% \! ^$ ?4 e& G: k b$ R8 y输出负载:功率电阻;( i' @/ c' x4 { r2 G
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)5 e; x6 x8 _! J9 ` T) ~# k2 Z. j
3 T) \. n2 ~" C8 x i9 H
AC115V/50Hz 传导L 相 + k$ ?3 V% G! w9 C+ n
AC115V/50Hz 传导N 相 2 W2 O( S z1 a- t+ \7 I
AC230V/50Hz 传导L 相 - i4 l; K* \9 W2 r1 I# r
AC230V/50Hz 传导N 相
# L5 X* u+ C" A0 U' H l
AC115V/50Hz 辐射测试
- K0 Q. j/ f4 P6 [( F) q9 ~- R! d
AC230V/50Hz 辐射测试 |