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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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1715
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
1 O$ q! f) r. i4 E! o7 S5 s9 H4 X  k. |  y5 c0 P
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: n2 W# q# e3 j; f' m/ A9 ~) u" E! {" V* o
接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
% _+ R4 ~3 b& J1 J! S" T; n
( ~  Z- t% d7 W- s! r1、样机介绍
+ C$ R6 N7 n3 i# J3 ^
) J* V6 h$ J, G9 s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。. q1 K+ b+ y; x0 o! B0 ]# L: T

8 e$ t7 w* I* s  t- b
1 A2 B: t+ h, Q4 a  d1 J

+ }! _9 `: z/ q& {% {" J( q( ?
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
$ n" |" W# x( C( O3 x
CR6267SG/ D  X, ]" n  Z8 A- M" t9 w4 e* H4 `3 J
+ _" Q* |) F; ~0 y5 Y$ l$ i$ c  X' h
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 J9 Z/ z5 ]- `6 P+ Q
! @& m7 N0 |/ P" wCR6267SG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 R6 g8 X& h1 K8 F1 T1 ]% W* F, R" Z5 V' U
芯片特性
, f3 R8 a2 ^& i$ |% ]' L+ Y. D

6 [+ w; X2 O7 q% `● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;; L$ m5 Q8 |# P
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
( p5 [- A1 \6 Y' S9 S' _; Y% t● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
* i" P6 k$ D% w, E/ o● 低功耗以及良好的负载动态特性;
% r1 k6 f, c% V8 I● 具有良好的EMI 特性;
! s; @5 ]# d. t● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;
  O6 l* R. s* m● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;, o# T5 u, T9 P9 O* f- U" |
● 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。
( l8 H6 w- x) p" m; j
9 Z* w5 o% {3 K1 Q% y* ]基本应用) t$ t6 C5 j. B; \5 q

7 [( v$ R" B: ~- E) B3 T% }● 小功率电源适配器
5 S- p0 |2 C& U: w0 ?* Y( u- u9 A# q7 d; X- {1 u
● 蜂窝电话充电器
( e) O( I; F, S8 [4 H& K& h, P5 N  n5 L# g6 ]/ b
● 数码相机充电器
0 n3 e' U, ^0 ~/ D6 P  u- s
! w! B8 J2 w$ J+ x● 电脑和服务器辅助电源
( ?0 V0 }( E1 l( b/ p; y7 E. T$ X$ p
+ ~4 L$ G" A, j8 F) y7 u# }● 替代线性调整器和RCC. G4 _2 [9 v  O3 [" }

5 K( _4 y5 S2 _# M. S引脚分布! }  K. _  a1 O6 @: G

& K6 ]2 K3 l  I
引脚描述( x3 [# E$ l* f6 B, T) u" {
+ x9 |9 R1 y7 }* N* B+ H
9 T! k/ t* j  u0 l. k  r
典型应用
* [) `' B- p. T6 I/ B3 G! d4 ^; u
! M) m$ S; [" |: x! h2 r% P8 h7 Q
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。
7 C( M: ?5 E6 }5 ?9 [5 I1 ^2 @6 V
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。+ z, N+ B" ?4 ~  n0 ]- d
5 S  e( c- q, ?) @. J, H" ~& x
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。
! K1 R- W7 Z/ \2 q
7 h% m. `. K( E. |' q9 r& _7 ^2、样机特性
6 w! y; i- ?: K7 F* g; U3 V) d
6 @4 E3 ^  L) s' |3 P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。% N9 l; f! ?* ~+ F# g' H+ U0 g
) u1 ^8 Q( g8 r" v$ G. X& F# a1 v
2.1、输入特性:) l# g' T% j; z* Q. E4 S

( p/ C+ O0 `1 f! q$ y4 q: X0 p( G1 Y/ T% I3 ~0 d  Q) v
2.2、输出特性(PCB END):$ r3 m1 t* o/ H5 g+ r9 Q. l& x. a  }

: j! l* O/ O- X& h$ u) b" ^7 B  R. Z# A2.3、整机参数:8 ?! J" a' Y. G
8 J; I1 S0 {) |8 v, j# G' R
2.4、保护功能测试:
: f4 O2 g! p& I3 k

1 v+ E' |& y3 P, w5 k- X! w2.5、工作环境:) Z. x1 o' t- n% T, ^

& y  [* ~5 V3 e& w6 q4 H2.6、测试仪器:
- E! R* g# @$ f
: [, |; g) u* y
3、样机结构信息( ]2 ^; K' }8 Z3 v, }4 w" ~0 v6 W7 d

: j- s. |' [1 c# U# m& y# k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。' P4 _4 Q5 D# Z7 _5 C
% s8 h4 f/ Q. b1 v4 v; j+ k( ~
3.1、电路原理图及BOM:
1 s4 ]. R5 d) {+ J4 a) F
$ m, s# @8 C( C3 B: o/ V2 M4 c5 z3.1.1、原理图:
& E) O2 R0 j, ?7 |! ?6 K4 s
6 k! l, x/ y$ v9 I

; E6 |' c2 U3 s8 J. l- u3.1.2、元器件清单:
1 O5 {, a( E$ S" e' u+ |
' G8 a4 K4 M9 R* j  W

3 r2 H1 p# y/ _- s' q' D3.1.3、PCB 布局&布线:
. h0 d& [, r9 o# R3 |6 }' @8 g0 }5 f: |- F# ^
PCB 顶层布局&布线
0 u3 L+ V9 g. B: u
PCB 底层布局&布线
+ a9 J! @% K1 @  J4 X
3.2、变压器绕制工艺:& R+ I2 h$ C+ l! |) |4 a% p; m

$ P, w) P' j1 x3.2.1、电路示意图:
4 U9 `& U" j, k# V9 k

$ k  |) |: B; p) ^2 y3.2.2 规格参数:
' I3 L7 \$ E( @, O5 D# [; U3 V, M8 }6 R
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
: N% F  z9 @" v8 F$ f2)材质:TDK PC40 或同等材质;
  P" D) ?7 ~, b$ u) [3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;4 X+ Y3 ?  v+ Y6 o9 k6 y
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地1 d6 Q1 q  D- o: w0 Q' J& }, w
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;! S2 O+ I' N" A4 N, X7 w
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);5 z& X/ b6 B: L
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);
/ C! l2 c4 U' M! O6 ~: p+ z8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
% u) S( F6 K" b6 L: ~; j2 R9)成品要求:浸凡立水;
( k( l2 \8 y) t) E7 R3 }, b4 q6 h; M4 L  T; o; B3 c
3.2.3、变压器参数:
1 V- X* B7 u( Q* a# [5 K8 _  T& U. ]% A3 h# ^/ }

% _3 u) c0 p- g9 l' s/ d3.2.4、变压器结构示意图:0 c1 x/ @/ c) \' ?
  q" D& c  R  \7 k
4、性能测评# w* o* r7 N4 B+ M( x* R
( }- k$ O* y( Z( y/ 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。
- }* F' @8 B5 J0 {2 p8 _; U$ j' E7 ], h# a; X
4.1、输入特性:
, ^& ^, E) i3 J
4 g5 |" f5 X6 t3 W* F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。
+ k5 n4 C! l, ?, ]; T3 x: G' u3 ?0 O' {- S& i( c
表1 待机功耗
& G( q) P$ R, L/ f! }; _
& S$ @- }9 Z' u, r7 o
表2 输出100%负载下的输入特性6 y2 x: a% Y5 g! e2 B8 Y

* T3 [' G1 z$ \# A: q- W9 A. _" C表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
) S1 D. Y( W! d; A3 H

3 O1 B+ R: A% G; _1 N  M; t表4 效率测试(PCB END)
; j2 e# C  e+ [* }
- _1 _; A, K: Z" a0 z* W4 U0 \% C) a! U
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)3 E  c' Z3 Q) x! M3 R* k
. V- ~! x# S! Z2 H5 U9 P7 {
4.2、输出特性:7 Z/ M9 i& W8 c" Q+ y* R: Q& N
+ b& u" x% @, O5 |; e- b! f
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)
. i! T3 c1 A/ z. u9 [8 N4 K. d. {4 D, H% d! @
2 h7 }: |2 ~. t# `7 K
4.2.2、输出恒流特性:
' T9 U- L. G5 T1 t2 g
7 X& @( Z* h2 `$ i

4 |3 P$ n, N! n7 ]+ q- G+ I/ }4.2.3、输出电压纹波:
; Q+ F( S1 L% J' T3 u; m; d2 W& e
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。! U" F: L+ I. _* G% \# Z
2 `3 S4 B% E& |8 p
* S6 a( r0 p( Z
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
. @) ~& o( B: G$ ]& d2 [
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
/ z2 C( m3 D5 y4 G1 x+ i
R&N @ AC264V/60Hz,No Load

6 a* ?" q8 u; ~+ U: c
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
; ?6 {+ _# Y0 u* W! P9 C$ X
4.3、保护功能:# x7 b$ G0 m7 F- g2 B5 V: h/ j
* C( f5 I. u' e2 ~+ w2 u6 l
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ |5 h" {/ X( f. ?, O$ S+ i9 V1 `, W- m* W4 V/ T5 ]0 r% D
4.3.1、过流保护及恒流特性
  D4 U% Q0 @( ]7 a; f! y% c  i7 ]! @

  y, b( g# P/ k& \8 T5 L4.3.2、短路保护:
  v( _" Y$ B7 b9 H3 R3 K( W; _
6 p$ [6 _7 r. z. D功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。5 x5 Y& N$ c# H( k3 t, g
: r6 u3 x5 \" |5 w2 ?2 K  i
& q4 p+ N+ |: ?8 `2 s( Z7 H
4.4、系统温升测试
  T2 q% E# s& I' u% q" T" g' P3 {8 U9 M# j9 |9 l
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。( @# I0 s: e& q1 F! G

: W. b' b* Y8 C7 d- q

3 O+ b  S( r" b9 H7 V1 @1 C
测试样机及配套外壳

6 p8 \6 Z# V3 |7 O/ M0 g) |
" l" z/ C- V; k温升测试:
/ T" _2 C0 J4 P& h" V2 L) e3 {; H
: F: h# X. O7 G" E- D- I
4.5、系统延时时间测试:' @1 E9 M2 Z0 u9 @$ p( H, F( L

+ J$ X  C% F% D4 _0 R
' N! {: R; K; Q4 M. _' b
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
' ^/ H* {# Z% R" Q9 y2 X4 B, q
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
* B: s. }. {; K
THOLD_UP @ AC100V,100% Load

( G! ?* D& c$ l. P1 w+ n, C( u4 X
THOLD_UP @ AC240V,100% Load

, ?6 e+ R$ u- k
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
+ f( w+ z6 D' |4 W( e3 m* @  ~
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load

' `$ _; U7 Z/ j+ V8 h4.6、动态测试:( u  G" j7 P  I# r% u( s9 _9 F
0 N' a9 a; `% M3 R& F! s
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。
: X9 Q. o. ?# z& C4 @; K, r- m- ^

# f- T! i: M9 D- t
AC90V @ 5ms
' p( P) [' D5 r$ s2 @9 C2 t4 P: R
AC90V @ 10ms

3 y5 J$ {6 a9 F( w5 u% X  m8 ~: ?2 M0 Z
AC264V @ 5ms
0 \3 c. L9 L: O! e
AC264V @ 10ms

: a/ S) v: r4 h" q5 Z  N6 w  d4.7、其它重要波形测试:
/ I; {- e$ o- Q8 w# p9 g0 b
9 ?7 i2 d4 {% |% n" J0 HDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
3 z, J* N; z0 B# j* N' h' L" C3 n
2 {; o" n4 N- r; s9 U8 V4 v. M
AC90/60Hz,100% load
4 I4 y- @! E# e2 ~
AC115/60Hz,100% load
) T8 p4 c' r9 j+ T& \5 M% C# y
AC230/50Hz,100% Load
5 W4 s, T/ v3 \6 o3 K0 N" E
AC264/50Hz,100% load
: n+ [7 \9 p! }
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压

7 t/ m1 ^5 J3 f, E' Q
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压

* b9 E/ f2 A! l  ^" r+ M6 f/ n$ ~# d5、EMI 评估测试
' ?' `' |7 z  `( E7 r3 u+ `0 h3 q" Z4 D( [6 o
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
2 J( D$ M$ Y1 n输出负载:功率电阻;; D3 C5 m* F1 G3 q
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)+ G' z0 B% p$ I$ x# ]
, ?+ Y) l' ?0 b
AC115V/50Hz 传导L 相
2 p/ I$ k# U$ E$ ~- O' b, n& h
AC115V/50Hz 传导N 相

9 D1 k8 R. I0 A7 _
AC230V/50Hz 传导L 相

7 ^0 A+ C  D9 R" A. ^1 w' v1 y, ?7 Q
AC230V/50Hz 传导N 相
/ S. h( X- o# n0 G' i- g8 |
AC115V/50Hz 辐射测试

" r  w( Y- ]+ r/ s" Q
AC230V/50Hz 辐射测试

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