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小编拍了拍你,递来一份基于CR6267SG 12W电源适配器方案

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发表于 2022-5-11 15:21:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑
/ d, O2 i  Q8 i7 |& w
, g+ x, b( y" U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。8 ^) l$ n' u% C! s8 _
, y% K  p' `- i3 ]
接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
* y# K5 s5 d( J" y7 O0 y' J* t* P5 V, t$ E: {5 a% p' c
1、样机介绍9 w. l4 B6 K& ^( A7 N

. s0 ]  D+ c' a: F) [: c6 I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。7 n. s+ {2 F$ F' b" D6 k! [
/ R0 I2 l2 F% X! ?5 g
* f5 {3 o( N6 U5 D( G+ |) K
) o0 r2 A; e, u, }# Y
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图

' ~9 L# s- B- K& T0 ]CR6267SG
0 s/ V& t$ [% P) Z% o' `# M8 J; r+ W0 h1 A' K  D* q
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。 8 ]: d/ ~- X4 R5 @% E1 i) |9 t
4 }/ I& a* K( u
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。
9 i+ E& ^5 }1 c8 y" N( Y# w) E( D5 h% {! N( N6 K
芯片特性

) y! o2 |& H5 a: G) e1 z+ K4 G* M4 K$ B( \
● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
% u5 p4 z. L" A# |6 p● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
: `9 o/ F5 F( W9 M+ N8 y● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
" P0 c5 }. X# R( V● 低功耗以及良好的负载动态特性;" e/ F, y9 d8 j; w. ^: N
● 具有良好的EMI 特性;
" S# C/ C0 R8 ?' E) k" Z8 V) [● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;
  |" m8 D* O# U, E● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
# e' c1 P% c6 V2 l● 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。
- Z* Q  g" H; p: \; r5 l" r: C0 W/ G
基本应用
( ?8 T9 R6 }1 d( i. m" B$ M8 b" p
! R7 C+ r* r3 l' K5 M, K, i● 小功率电源适配器
3 s" l1 {! f, ?5 x
5 T9 Q6 c9 @4 K& f% ?1 V● 蜂窝电话充电器2 B0 L/ H2 F; b8 U
8 v+ a4 G9 `. B. U$ G
● 数码相机充电器6 t" \; Y7 u3 I2 N

- v( X/ D3 ^% U% U) Q8 H● 电脑和服务器辅助电源6 H0 U0 ?% ]/ x4 C" x

( I* _0 q( N* o$ g● 替代线性调整器和RCC# t' m, G$ w5 n; j) Y, _

& F6 f2 [' [6 b+ Y1 d' N引脚分布
5 b. W0 x6 [) F( P/ \: n% T, S, A% [! u. T5 `
引脚描述) @! a- \( S% @
! _! r2 U. k% G0 S7 w7 \% a; R
, K# ^( A* v3 \4 Q7 _" y
典型应用# _7 U5 Q4 ~6 W4 U; k. v

! T% S3 i/ ^' _
) [. A% {2 E+ C( J& g2 V+ h. q+ A7 m& \4 j
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。. ?0 M! ~# v: h! I5 {) {. J
' W3 p) [# U8 _9 j, u3 q
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。
2 ~# I4 Y9 @+ s" v8 u( t) Q$ M4 }/ n) n6 W/ \
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  u# |% p$ `
& P' C9 F* H: M3 G5 X
2、样机特性( x3 V1 c2 d+ l' |6 E+ s! i

: F  M1 M; l5 i3 B+ {5 `& i2 x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。7 e8 f6 X4 V& O  l6 Y! N0 S

1 q5 [% l8 K5 m$ ~, q; x2.1、输入特性:
! ^5 l4 f9 x+ c

1 ?  E3 Z4 d% i0 ^4 T+ ?
; y$ z; |$ u5 a8 h5 C' k  d5 H2.2、输出特性(PCB END):
" `$ E0 |/ t0 D) Q0 |) M

/ H5 y. H4 h% I2 J) b5 H+ n7 e2 N+ e2 ?2.3、整机参数:
  I  L, M, m" t0 V' i& Q

4 G( ]0 G: y8 y6 D9 i! Z2.4、保护功能测试:
1 S# L& T4 o. ]0 l' W' z

0 i5 j  @3 T, @, s  d2.5、工作环境:
/ }4 C" O6 O" G: v0 W

  [2 W# V0 s7 d  t; _- S2.6、测试仪器:, o+ j/ {% `" I

3 {) \3 r$ D' R( P; m' P3、样机结构信息6 `6 W& B2 W* B0 V$ c- a5 |
: \" |) F) ^5 D
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。
2 F/ l. e: w+ H  R+ D- X/ X% |' X% ~& U& q% Q, t# i, w2 F. S
3.1、电路原理图及BOM:
) H" i/ t9 G6 Y5 m/ D! M
7 t8 ^0 T9 R& \3.1.1、原理图:
& b% r# Q9 _8 |3 g8 F
" g" q2 `7 T8 Q# V# u
5 L  D  V; U' I( R& b9 J
3.1.2、元器件清单:. J6 H# U3 U! x% ~7 T- H

5 X, P0 t2 l0 y! k+ J; ]
+ m% e0 }1 Z( X" u( e, S/ B  @' B6 d
3.1.3、PCB 布局&布线:
3 D, `4 U8 Q; p+ k
+ H& A1 Z) A) i! J& T3 p# C
PCB 顶层布局&布线
7 D9 C0 A) f" {- T& O  R% w6 S' L) s
PCB 底层布局&布线
( D( _* ?7 ?/ A% S7 L& g; S6 A
3.2、变压器绕制工艺:
! D4 C) s% t/ U9 R4 ^2 v' e
1 L2 t" i' ^- \; z3.2.1、电路示意图:3 k  o1 |0 H6 A# C3 X' N, j  D
0 Z) r1 t9 n2 @' `* ?
3.2.2 规格参数:
4 a, m$ g. I  N6 _9 @
1 C  h1 y: C" X# d: L$ @1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
" }. I/ v6 ]& J* r2)材质:TDK PC40 或同等材质;3 {9 J+ [8 p! N1 v8 U5 d7 _  r
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;
& S2 @) s% W, e, [- |; g& a) p4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
* [& S. a6 i) e' W; {$ a( f% L+ x5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;1 ^3 L, E5 o6 o6 D2 s8 u
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);0 w" _( G) g; h' B/ g$ v
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);
* a" H  B! ~9 \3 b8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;- {& v; `# s! z, s/ E
9)成品要求:浸凡立水;
% Q% @: q5 l7 k6 F( N0 m1 S
& M8 a5 a+ C9 |' U% V4 ?" [6 g3.2.3、变压器参数:
8 B* \: Q3 I3 N
8 Q" }( U5 ^2 S: X+ r( r/ P- c
8 @5 Y( m4 @, G
3.2.4、变压器结构示意图:
, M; G! i) R; f- s5 ]
8 t' ^  z; K5 A3 @) v
4、性能测评
$ s3 S" j2 j1 \3 w' X5 x3 l( n% Y8 T9 m3 X+ U* J2 v& z
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。
* N$ V; i# B) t0 i& F8 {4 K8 a2 t: e) ?$ C9 ]
4.1、输入特性:( w. o6 O( V8 K3 ?* \

% G  d& }& z; \3 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。) Z  M+ a% l* |7 J
4 T" h) m! f% K7 G: j2 X
表1 待机功耗; J9 ?4 X7 `9 v0 Q6 J: ]3 y

# l9 M$ [1 p( Q! a' T6 B表2 输出100%负载下的输入特性. [" L6 ~* P+ {

/ k. h3 K* h3 B# W& s8 Q& a表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)$ Q# b0 x& R! z, n; H

) K! S! f: q9 `8 p表4 效率测试(PCB END)- U& d6 E( U# i5 T1 N

: x& N8 j' \. p3 p# Q5 o0 A表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
/ _% o' ~7 x, C

8 F. I9 x+ Q, L$ u1 k5 M( k4.2、输出特性:, g' Q! J/ ~* v; t2 C7 y7 x
% y6 s0 a" o) M; T* l
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)
; `" @4 P( o% ?) {, @% u
. w7 V2 Q* H" V3 n6 }, Z/ z
7 R2 h# u. b; P' m7 _( I, l5 U
4.2.2、输出恒流特性:- K0 d, W/ ?( O8 @, h) v1 _! T

( n$ ]' a& E& {
" o9 \* L2 ?+ i$ K9 A+ c  `! P
4.2.3、输出电压纹波:
7 M/ u1 @7 s- r8 S' z& p6 O5 }5 K, l& j# J5 f; V& n( w+ r; a
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。1 K* c4 }. i1 B, o

! T: {: R/ b! V. e) l

) P  d9 B4 L& B$ s. y
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
  O: f" j6 W% A3 F' K2 O- |
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

+ ^9 ~2 E* B3 U) m7 _6 {: @& [
R&N @ AC264V/60Hz,No Load

$ n3 n; N7 e: R0 `( j( d
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
3 d! G" y) l& O& r+ S9 a7 Z. V
4.3、保护功能:" o  ~9 O: X' N' F4 M, O1 Q
5 b2 y. W6 ]3 h* U; A3 m
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: F8 ]7 }/ w9 v8 T( e4 p; w8 k
6 @, [2 v2 W  P$ L  g' l: v4.3.1、过流保护及恒流特性
4 M! Y7 f* @4 ?: {4 }& ^/ J3 d( [- l
9 M8 ^+ a9 E+ g
4.3.2、短路保护:
) P" l1 D# V; v
# D8 M, i/ G2 p6 s功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
& T, |, }: z1 @) ]6 j; d( x5 \4 A! l: u/ o# K) g4 `% u

* A2 d& V8 Y! q4 G( l2 b9 _# V4.4、系统温升测试- g8 m# n. n, x
: X) C2 x8 g6 Z. F0 E% ]
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。  [# e8 Q  M& F1 X# D( }* D6 f

& z0 Y; J1 Z3 y9 I6 d

: Q5 y% C1 Z) G: v
测试样机及配套外壳

$ k1 e; j% x: t2 _# t1 D$ ^1 o' V: v: `; `
温升测试:$ e" E8 x; F. T3 H& P

- D7 d0 z: G- v9 W# w1 z% Z8 k* W4.5、系统延时时间测试:
: j  D8 `) Z" t2 k) Q5 Q- C) G& g1 g, v" j- p5 R
2 f& I$ D3 v3 E6 a
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
' c  p1 f+ X' ?1 p
TON_DELAY @ AC240V,100% Load

2 Q7 x0 `/ a& a0 {
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
/ h& f* q1 a( e5 I! W+ s
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
) \6 U: \( A5 M# |9 z' {
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
; e9 C. H$ z3 K) c* _) Y3 n# T1 l. W7 d
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
; m2 f$ t) V% q+ t( Y' N
4.6、动态测试:1 ^* g8 \" q8 n  N
$ y4 N# h2 a5 w: ^8 p
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。1 I7 E5 d% A; ^% G5 F
, Q# v" Y& [+ r0 h

/ v' h) o! m" R# O/ _
AC90V @ 5ms
# [8 Y# `  C. |
AC90V @ 10ms
9 e$ [9 [/ H! v$ r& w/ E
AC264V @ 5ms

2 D! P9 f, v: w8 T% S8 e. t
AC264V @ 10ms
% M5 j* s/ h/ R
4.7、其它重要波形测试:' E1 V" d3 ?9 q3 j5 p4 V  \8 H

; _1 ^. v5 I% I) _  `$ [DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:2 }" o- Z! D/ G1 {
4 E& \0 l1 {5 o! f
AC90/60Hz,100% load

+ ]4 x" p1 z7 S) s1 e9 E
AC115/60Hz,100% load
- [& u6 t/ ~, p# x# w
AC230/50Hz,100% Load

2 f+ r7 N: w1 ~8 C3 a1 T
AC264/50Hz,100% load
1 i5 ~8 c% r, m2 D: ?
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
7 R' O8 p+ X: b# d
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
$ }' G: l1 v( i: D8 v2 W3 X' k1 V
5、EMI 评估测试
- u, N& @! x. M/ B" s! B) M2 Y. {# x; P" W5 J# m
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;" y8 S6 }2 Z2 o  g
输出负载:功率电阻;4 e4 N3 C0 N, p( |
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
$ d1 P5 J& |9 Y+ k. R; k+ Q$ @
# B- `2 z5 k2 g% S
AC115V/50Hz 传导L 相

3 D6 d! J: z4 N% C6 {7 M
AC115V/50Hz 传导N 相
8 c' N, f9 ?+ V8 |- O7 L9 ]
AC230V/50Hz 传导L 相

& J& O! M8 v& n; o* l
AC230V/50Hz 传导N 相
( `9 K) n3 S& w% ~# ?
AC115V/50Hz 辐射测试
$ C9 a6 ~! W. U1 s
AC230V/50Hz 辐射测试

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