本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 6 `9 l7 e- z7 x: a) T; G# B
/ L6 M0 P3 U. `+ L9 }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。3 D& z1 D' g# n$ R6 i! y0 H
4 h# w, Q& _. U- F7 f接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!' ~# s c$ u) w3 ?# V+ V: ^
3 z! I; ]% G+ n4 S- a. L8 G
1、样机介绍
% F) C/ [2 a7 H% ?+ m% i) X% M- f0 Y$ q" p+ k" {3 `( t
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。! X' j& d; r: e# ^5 B4 g( E. I( a% t5 i
2 B4 e# d6 h. T# K 2 V# P) f/ H" @+ o, ^& @
: [2 @1 d( Z! y+ [7 Y, w
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图 8 K5 T/ z' v# d8 K
CR6267SG
. F# U" s/ y$ l; e( Y$ H* I8 O; H* _8 b9 U
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。 " Q7 V( a6 a- ?# k/ k. O+ K# T
s; a% Z$ T+ v+ } G( |7 T: J
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。 ]+ d/ J7 \ Y9 s1 W. @' w
6 t; l4 H0 q9 l* p3 y
芯片特性# P n2 _, e$ R$ h3 I3 [5 j
: L( F9 Q/ ^/ f2 m● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
" { g4 m- w9 Q+ o5 r* ~( N5 \● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
% r, W$ d9 v/ W; r; I● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
& _3 L3 C: o' P* T2 j H4 r; {7 R+ g0 F● 低功耗以及良好的负载动态特性;$ r1 _' W% Y, \+ V' e
● 具有良好的EMI 特性;1 a* {1 \4 }* G3 N# j9 H" M$ W
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;8 V$ w2 U6 K9 x! Z
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
9 \# U# q7 u) J$ ?● 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。8 G' ]9 q5 q$ Y# R) J4 {. P
* ^* |& @ y6 `, s基本应用( D+ S) i( f7 y1 a! J" L
# v3 _$ [1 ?7 j
● 小功率电源适配器
0 ~1 n, I% g2 e& |6 {" I! V' u$ f) D/ T1 Z) g
● 蜂窝电话充电器' j4 ?1 `! Q1 Z7 x% g
# ]1 `# j4 V+ A' b. K/ d1 d● 数码相机充电器
+ j, L$ Z: j; t& Z5 K0 z! K6 f- }' d
● 电脑和服务器辅助电源
6 L/ h. p* d. {4 ]% s; T7 F: y$ i8 f+ c5 O1 ~! K) n
● 替代线性调整器和RCC) h* V; T$ L6 T7 Z$ Q& ?4 g: W* n
6 O& d# s- u5 f: I引脚分布1 [/ x' q- B5 q( k& G' p6 Z3 u
7 t* Z, \! | `0 W0 f, a引脚描述) C" G7 r; }; O! T5 {) P* L
3 D, |3 Z. \9 q: l- G9 H- R
. T9 P, H) Y J3 Q) n6 F典型应用+ w6 s% U w; j6 {1 s
. ^! _$ u. j' [1 Z7 l' v$ @* l$ H/ _
6 L/ a& V- J9 A2 `7 m: K1 C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。
. n7 s( w8 _. `* n5 N) c7 w7 O. p! s$ {# u9 j
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。
& P, p4 \, _% L7 K/ L/ P4 C! d1 {# P
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。
% J e1 X# L3 D+ v* b Q- q- A% r* M, {' x, _3 e7 f l$ k( U
2、样机特性
1 o2 q7 p8 P6 ~! N+ a2 @& c( l6 o
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。: A/ M+ \8 @* J( q6 Q( ~5 v
) W8 [6 _0 S7 n$ P. J
2.1、输入特性:; n @1 U/ {6 @) P0 k& L
# h% I7 M) M; L, w# h- \
; \! g! {9 \* q9 l0 x
2.2、输出特性(PCB END):$ y& p2 X/ s+ n2 h1 W7 o
9 A; ~- P8 b9 C7 I; G, l
2.3、整机参数:& O1 [* _1 M4 G' u3 d6 v
7 I. q) S8 q) V4 V% o
2.4、保护功能测试:
. Y& O3 `) Q: u* z$ k r& ~( a3 M8 c& _
2.5、工作环境:' T2 `3 `3 w# v$ ^
6 F3 b, n t- C- E7 `$ E
2.6、测试仪器:
6 m- s0 O0 s- I4 ~( I) b5 c# M, ~0 t& i& m5 q9 Q
3、样机结构信息( d# {( X7 S# ?0 y& U
) L. h6 d) E. D l" f5 l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。+ t( e# z6 v4 A" k6 }
" y) v8 T% X% n
3.1、电路原理图及BOM:7 Y @" v5 q; k8 G% s$ ?+ J
' s/ K! u) D) {* T, m% u* B5 N3.1.1、原理图:' y# H3 V$ U- z$ `2 [% X
+ f2 v" S1 s' ^$ ]
+ v* ]" p8 ^, f1 H: j8 Z. _/ u+ H. B3.1.2、元器件清单:) E6 x, l' j% e
R/ M* J2 A& V: Q$ k( S- f" B% }. S7 A, Q! n8 _% r9 L
3.1.3、PCB 布局&布线:1 X4 B5 H; Z- o8 @4 C+ b# \$ r
7 `, y4 e! A+ p
PCB 顶层布局&布线 6 t$ u& ~8 g7 M: t' T
PCB 底层布局&布线
8 r/ e8 T. t Y3 f, t# _3 e. M3.2、变压器绕制工艺:
- {/ M7 u7 ]+ Z; m( T$ p- m8 d7 Z7 R5 c+ ]. H4 I, T) P
3.2.1、电路示意图:8 t Y( M0 h. B; B9 ~2 ?3 \7 e( B
1 I, u8 t/ s1 v0 }
3.2.2 规格参数:9 y3 Z( e: p# w( x4 C2 V
7 M- L% J) {7 k9 j: U2 M
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
5 `" _" l% a0 T. \1 n2)材质:TDK PC40 或同等材质;5 j7 m7 O+ k# M5 D
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;' R( e) K! H$ y
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地6 r5 M; V5 x$ F* G6 [( R$ q
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质; U* e: r' `4 P$ @" g- }+ {
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
2 A6 i% v$ e: c' ^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. c. m1 Q/ R8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
d) O" v" R% I9 ]; P1 l- {9)成品要求:浸凡立水;
6 h$ {+ m" \# g% A
. O3 v. Y y# z: s+ Q6 |2 n3.2.3、变压器参数:9 m# v# l8 Y) F9 o
: T5 V* @ t4 G) G& @) f
; q2 G! d% G7 n: m
3.2.4、变压器结构示意图:
7 L' z0 Q# _# l0 u$ @( j- P- J" H+ F9 c1 G
4、性能测评. q% A4 A F N( R+ b6 a" e
5 {8 X M c& O7 y& b2 ^
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 t l+ H; u8 t
" i* f( w7 n& E0 `
4.1、输入特性:
+ p8 f0 E1 s. a5 @7 G6 B+ P: u2 o' W1 v' \4 K& q7 u, q
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。
5 {+ s* |, P7 T" h
$ O9 ]9 b% K; \1 J3 [& Z表1 待机功耗2 ]2 [2 \9 H6 C z/ j
0 c T. a9 v* h) v+ G表2 输出100%负载下的输入特性9 X' k8 O+ C& f- o" s: t8 @: g
" s: e0 ~/ B; |$ i l
表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
& J+ k1 |( m1 \2 }2 b8 H5 J; j( |
+ `0 ^! v) ]# W/ k表4 效率测试(PCB END)$ b" w: k2 W. E
0 m) a3 k' K- B7 E, l表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
) F1 O5 [7 K) l' L {( l5 M& }' f7 I+ w' [, u) {/ y/ X
4.2、输出特性:
1 Q1 W: h* K3 v- [7 i* I
1 M: h9 D: q: s1 M$ a4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)' H5 a$ d4 K0 Y5 j& f2 |2 v
0 c8 C- j( w7 k' n6 X: z
7 W7 c/ p: F2 V% R, H5 ^4.2.2、输出恒流特性:$ }+ R4 \+ i: V9 l, A( {6 T1 M6 L
+ i& }: M) ^& w# u
- Y( _1 r, Q2 ]6 x
4.2.3、输出电压纹波:
7 A. a1 G* u. G: X: y8 m/ y) i( {! o
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。* A. A' G3 I3 v; Z& b5 n7 L4 [) U
6 ^# C0 o, H6 N$ F) V4 {
1 P* j* m+ a- m8 m* ^
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
, B G: u- n7 m. ?9 q
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 0 ^( J5 y7 w) k6 I# W" i9 [
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 2 j; |! B% Q) O. I0 c: z
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
6 Y0 x6 n7 B1 _* @, I4.3、保护功能:
+ L( Z0 a% k/ z, Z2 |, D6 g& A7 l0 l0 H8 B% u, G, P/ H; K
以下涉及过流保护、短路保护的测试。" D. P2 D4 Z- `, [
+ \% C9 _/ [8 d/ W& B. h l
4.3.1、过流保护及恒流特性% K0 s [/ r M+ m9 N& _
. I# N- p& @1 S k8 G! R% O! _+ ?, P" Y. I( ~+ w4 m
4.3.2、短路保护:
5 v% D2 ^+ D: _$ @; [; F2 [8 c/ S6 z, J" T8 `
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。% s' Z9 N a2 s& N7 C5 t
& c R" c2 v* Y. [; J
1 V; X* f) ^. L) N4.4、系统温升测试* o, X/ R' k2 |- C5 v5 e! i, ?0 T2 ]
" y) [$ G; E0 u9 w7 ]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。+ G$ o( _+ H+ P( a2 n
3 V3 H+ b% A6 ^) o" U; ? t3 x |: _. z6 }
测试样机及配套外壳
7 h( ^# l; l9 y
; Q# i: r' W- m0 C3 B u3 v/ x温升测试:# y6 b7 [! D5 P% L3 H$ N e
, L/ G5 M3 K" G4 L3 d0 e
4.5、系统延时时间测试:
/ V$ |* A! S* L, t8 D2 X& M5 L9 s! g2 u
; z1 C! M3 [( O$ t- k6 R$ W
TON_DELAY @ AC100V,100% Load ! \7 L# \& \' w
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
% y( p! g1 V+ z/ q% `6 r! W; W
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
]6 o8 m& r! n+ I6 L: s% a! p- n
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
Q+ |8 `3 g& m2 o( z8 ~- v
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load 2 K6 M& |% Y' S3 K
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load 8 n! e4 k% f6 d* R$ O B3 Y
4.6、动态测试:
$ V- q9 M% o" m: t# Z% L
; o1 X! S3 F- H9 @2 \5 q9 W1 b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。9 S& W% v2 X _1 r' t
2 n, p% _& Y4 t) J9 b
; {8 g6 n+ i3 f' E0 G: b& u
AC90V @ 5ms * T7 A: _, ]' }# ?
AC90V @ 10ms
" W0 ?- B1 A) _- y
AC264V @ 5ms
; w. y! u" c% m# ?5 e! p
AC264V @ 10ms 9 S0 s5 D% G+ r4 {+ _5 d0 X, u
4.7、其它重要波形测试:
; N2 I/ l5 H+ n# P2 N: Y
. Q3 g2 {, I, H# j8 dDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
8 _5 ?1 i0 A9 @' M+ [- L7 | S. \
8 `5 |, U3 {' T, i
AC90/60Hz,100% load
7 B; Q* d; c, ^. J: _! M& E) `) H
AC115/60Hz,100% load
6 r) s; N! P: j' u5 F
AC230/50Hz,100% Load
% Z: f" o3 [5 x0 P; U
AC264/50Hz,100% load # l; ] |, g8 B' n2 d" d; ?5 Y, l
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
) T3 e" R( U& t( f
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
( u8 h% J1 B1 {# F5、EMI 评估测试 U' ? U) @- q4 @% x) ]$ R
1 z k1 b) J7 ]- h) n# g6 {测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
% U( B4 ^0 W4 n2 t( V) \输出负载:功率电阻;9 K; f4 f/ T/ P' x8 \2 ~9 W/ j3 x/ C
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)- O! `% c: \$ `1 j+ z; X
2 Q& X) D1 z) [$ u, H/ L5 B
AC115V/50Hz 传导L 相
) ^' N. o2 z2 F. c" v: L2 x
AC115V/50Hz 传导N 相
( v( K. \ ~6 Y3 p
AC230V/50Hz 传导L 相
8 J; l/ H: a# y; c/ r5 h& q* g
AC230V/50Hz 传导N 相
) z) C8 e5 d9 F6 a" J8 B
AC115V/50Hz 辐射测试 8 g6 z* S+ n2 `; t6 F, d
AC230V/50Hz 辐射测试 |