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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
$ j4 x" R6 c! |9 {7 F6 a+ C$ M" ?. d' B0 A9 s3 H
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。
7 P6 z. y1 r" t, ~1 f5 L) c* H- j/ A, ^5 I7 R6 N8 }, Z( S
接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
) F  b2 W% i/ G* j
, ~. Y# z* F% w/ S2 y5 X1、样机介绍
1 H5 v4 w5 Q. q+ x# r- H! B' e, }, L' f' j, n) 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。
; Q3 W4 G8 `7 e8 l$ g8 D. m/ x' K5 s0 D) u% L
( S! b8 M2 B4 k% L+ T5 V

8 ?6 e! ^: B$ t; A
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
4 V. k% i5 Q1 k% ?# v1 j: k5 |% a
CR6267SG
7 h4 l: M$ L/ G
7 u7 D( r: X2 g5 \& C& KCR6267SG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。
0 P. q' G0 \& J8 S4 {# H8 d" [; A: [5 t' j4 [5 e2 n  R$ F% q& 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。/ Y2 G$ ^" F1 \8 F' S, j; C! ^
. ^# V9 m0 Z3 `+ K
芯片特性

' E$ Y' u; C9 |6 L7 B
5 L* J' d, p# G( C  B  t● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;9 O8 x. e' J* \) X( `' s+ m
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
7 a7 w  U8 k1 _7 [● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;: P  p, f, d$ }) e2 A5 [
● 低功耗以及良好的负载动态特性;+ u% L6 b# p# T0 k, R* ?
● 具有良好的EMI 特性;: p' c9 }, Y4 W7 \4 [/ d7 V
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;
" A) W9 E& k2 t9 t● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;+ }1 {" N8 k5 ?) i! Q
● 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。
3 g1 }3 _. {; M% O+ M
- ^4 s& I9 l: O0 v基本应用
& R, M& G; c5 w. n7 m/ P/ z  W) O3 U$ L- x! A* S5 ]$ D- L* g- p! G
● 小功率电源适配器
" B* z4 f+ E: j: U3 D
* L8 v0 }8 P8 z6 h● 蜂窝电话充电器* m: s. [0 }& `0 L4 V
) ]) L3 T8 z# ?% o
● 数码相机充电器
- c* }: l  Q( Y5 J6 B( H. a, q2 n# R4 W
● 电脑和服务器辅助电源8 J# `4 g2 a: o* ~2 S/ {

  h: v1 ~+ }* k# [2 M● 替代线性调整器和RCC
! E* R1 t' f/ h, u
  L/ w( E/ X. w" w  b引脚分布. [' y/ w5 t# ]* N! ~. }& b, y: I

, [) L% N: s9 P
引脚描述
% w/ X" x0 o% i4 t& m5 {" {: _( W( ^8 o
. f& [+ z; ~7 O3 k
典型应用: m# g& w) J8 b: N
! \' ?+ d: g7 z, G
0 m6 C6 b: O: ?( L/ f) W6 b6 h
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。
! q3 B, W% b5 @) U2 p) m+ d  Z4 v7 y/ h! D0 p
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。
& q& O* r" v% d: L7 v, B/ k+ v
8 F/ f2 m* }" i7 Y2 S( O1 q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。
9 f3 {. z" }/ Q
1 s: U4 b) W1 j7 }# U2、样机特性
, t0 C& f/ z2 S  s  l: C1 o6 @% Q6 C! e0 p2 ]
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。$ ]4 z, e+ n1 B  D3 y. e
# a/ |! L' D- l, }) f6 }2 Q
2.1、输入特性:
2 |" [; i0 z1 y/ O

- l6 q+ u+ d0 W- o  K1 D* U6 \
2.2、输出特性(PCB END):
. o' c3 I7 @9 x# b

3 u/ Q# E" I  F8 ]! f$ ?2.3、整机参数:
5 P+ r; A6 S5 m9 Q% H8 X

# i9 t1 m% ]; P% p" P2.4、保护功能测试:
0 v9 g/ X! ?9 G- W+ ?
4 b+ A$ Y4 ~" j2 e. s* c
2.5、工作环境:
  r; k4 t: X# o: e
7 \, f6 w. L  I, ]& f
2.6、测试仪器:7 F* L1 L) Q& B8 V  O
% Y; D" @/ f% ~  m! u6 H% }
3、样机结构信息
+ X/ }/ O6 d, l/ t  R; Q
3 ]  S1 J' K4 R6 L. E8 N  k  L: N, u* 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。$ k9 w+ j) r$ Z6 C

( U  V* e* @3 J% }/ C5 K' m3.1、电路原理图及BOM:
* M4 I: {1 W2 Y0 T( _( k" a( n& ?5 s$ D( a
3.1.1、原理图:
/ ^2 ^5 E3 @# |  @
9 _& ]# o% H2 T1 T! E0 p! W' p0 E7 u
+ I" _5 Q% K1 p: m2 Q! c1 l  ^
3.1.2、元器件清单:' l% U  g) ^. W1 E6 K! d
2 R' w" J0 s% G3 E0 \
* p, i- z2 Q$ I% B1 O
3.1.3、PCB 布局&布线:6 Y; {! Y* P* U) Z& f' S% x
4 w) ^- l& K1 P' _) A7 F3 F
PCB 顶层布局&布线
4 Z% l; x  Q& y6 w7 J2 s" E% l8 c2 U- ^
PCB 底层布局&布线
) j5 m+ h$ e6 D# I) O, f0 `7 p
3.2、变压器绕制工艺:0 k. }  F5 Q# }, N
: k- q3 `7 Y& d& y
3.2.1、电路示意图:
: _6 g- M. F0 |/ [3 V1 Y- r' R0 [0 ?

- P# v  o6 o8 A7 W3.2.2 规格参数:! H9 }! o! N& B8 `+ u& F7 p

6 X0 i- I7 X3 u0 }0 P* ~1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;: _/ e1 v# ~; N+ _. l8 t
2)材质:TDK PC40 或同等材质;; D& }4 F6 W2 K1 j; P6 b9 p  g
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;2 y8 i+ u) B/ H, g9 ~+ @$ Q: X
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地- v) K5 X3 a: _1 p) ~( j1 O/ `$ p
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
% }% W$ {6 k0 E1 Y- j0 ^6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);) \/ B+ N9 V# F5 o! T
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);7 [' D0 G# S, m- j2 T0 ]" e
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;' Z9 y& P5 a+ d8 U, s
9)成品要求:浸凡立水;: s8 _# h. u; z, l# V

/ Q' s0 s: E" V5 T% W/ _/ e1 `% r3.2.3、变压器参数:
7 y  v$ i$ K+ P; [$ t/ g
5 W! y  E) e' q! ?
* [$ F8 s0 y+ A: |
3.2.4、变压器结构示意图:
. _9 y5 i" `( N; T

: d  x; x& g2 @  p* i4、性能测评
" n5 r/ ?6 E2 U6 n
4 [* [1 k1 l! S/ a4 b# h) W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。# ^. L7 X. h+ |4 o1 Y  l' h) D

( H" }* ]$ q. ?! s4.1、输入特性:% i* e5 M3 T: s8 X  [* [

" n" I. k, U9 C$ X" r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。
2 w  o8 S+ L3 c. N& Y& O9 l8 t0 N; k& G. T
表1 待机功耗
! s* g: y- z+ ~/ R3 Z; H
0 a1 H7 I! D; K6 L1 ~: f  F+ f
表2 输出100%负载下的输入特性
0 B  S8 ?+ w5 D5 [
" B* \, \- Y3 W9 a
表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
* V; Z5 g5 @1 }0 L9 `2 c

3 {+ w9 W8 f5 p2 I7 l. [7 v5 _5 V表4 效率测试(PCB END)" h) y- d0 X; d" E; K8 h  i  X0 n

# q  Q" q3 K) Q6 |' @8 P3 s( H, m表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
% [$ ~5 D; S; Z- ^: Q' t
% C: U5 n; V) Y# o) K; `3 K
4.2、输出特性:8 }- S) e& n1 f% t- |# f4 D

2 D: n6 Y+ l. i% i0 @4 `4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)4 T* K$ D  A2 y) M/ G3 L- ]3 A  @( J
1 J: t% F1 m. c
; Y' I& M1 S* t( O! b
4.2.2、输出恒流特性:7 ^3 X9 Y" j7 C# O9 |# e4 J5 k* y
7 b9 E0 n) x* ^9 F/ x7 o# t7 K- \& g

/ p2 s4 O. @7 G4.2.3、输出电压纹波:
, M8 S+ [# v+ S+ S. J/ x3 e- e
3 {9 U+ B' D0 Z1 W. {' l) X; Q9 W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。8 |3 Q$ I2 m) I" K% a

- C7 l+ {* U) b1 @7 l7 R1 k8 Z

: B7 _2 w/ G# N9 J
R&N @ AC90V/60Hz,No Load

- }& J5 q" z" O, K5 \
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
6 Z9 \' J. ]$ i; H1 m' D: v' \
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
7 V7 F5 r/ d" o0 ?
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
5 ^' z! k2 c* B( A+ l
4.3、保护功能:* d  Q6 Z, p  r

! o4 Y' I  b% U以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, I1 f8 f6 L3 v  y3 W( Q/ ?
+ \' A2 C: M8 F: h% x4 m4.3.1、过流保护及恒流特性
8 a7 m$ `4 B% V2 A* S- O: M  x
, o# N% ^5 T3 H" l

$ D, B) g) K- s$ i$ a$ d1 ?. {% @' k4.3.2、短路保护:
9 Z: G6 P* Z4 @
, f" i1 \. s* |功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
2 V0 ?4 ~2 T# @) {2 r* P, C. Z3 M+ Y' e" p8 V' r
. Y/ Y: {3 X& S$ l& Y
4.4、系统温升测试
7 o! n. a9 h2 y3 ?7 C; W9 X5 e$ e8 @# i9 x( A' y" S/ D$ T" F: ^
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。) m) X9 x. K+ N
0 a6 C- k1 M4 o2 g0 O

  p( w) [. [  I  x3 u
测试样机及配套外壳

0 r! M8 n) `2 b0 Z3 G
7 k" h2 Q  w  ~6 S+ Q% E温升测试:
& Z; c! S: `8 A+ t
- I! B4 j: |+ ?: R, ~* j
4.5、系统延时时间测试:& e8 B; t  I, H4 y! R

8 ]: Q) R5 h! u) g4 w

8 L( O7 i8 t* m/ k$ x* X
TON_DELAY @ AC100V,100% Load

+ g, X+ x4 Q- \
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
. q" t! w) O: Z0 b. y3 g! c+ d' Q/ ~
THOLD_UP @ AC100V,100% Load

" l# s8 g* s+ g$ a' f( a
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
/ t$ F5 ^8 {# j! O& K
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load

7 R9 ^- q! Z0 }& }8 f* I$ L
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
, w7 c* f# W4 B4 ]
4.6、动态测试:1 X( m: A$ E2 J
! [  R# W6 k; b7 M+ L" S/ U" M
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。
2 b9 _* l1 q( b: n0 h5 L0 i0 k4 J6 ~. e& }
' R0 G8 J3 a9 J7 e9 ]

; H4 m) y. T, P; S
AC90V @ 5ms
) G1 R  |) \4 J, r; f
AC90V @ 10ms

) P) M- ^; ^2 T. U: _6 k+ Y7 E
AC264V @ 5ms
- _+ i- a6 Y4 P
AC264V @ 10ms

, k4 v& I8 b) @7 M4.7、其它重要波形测试:; R. s: H# O7 J) a6 [  Z+ G) |

! }( Y4 n* p! ~" Z( {* l; gDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:7 Q# h; u% Y4 m, n. Y) ~

# _' ]% G* p5 F9 ~8 j
AC90/60Hz,100% load

/ @" D. [* g; Z
AC115/60Hz,100% load
% m1 U0 Q+ E8 T$ V/ ?
AC230/50Hz,100% Load

4 S# x' y! O$ U: \
AC264/50Hz,100% load

3 M) J! I# k3 F" n2 ^9 n9 t
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压

% E+ l8 k8 S5 b, X. w) q+ g
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压

* x6 {. s9 t( Y' a. M, L  m5、EMI 评估测试
6 M* t+ o( U( D3 d$ ^0 }) C/ J, ?9 U1 s; K7 `4 E5 Y/ y
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
! V4 A5 t) e: l: I( h输出负载:功率电阻;
2 z: A& U0 N. H$ c/ i限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)+ {0 U6 }- B1 |; w9 h5 V; ?
% z9 Y6 f4 A9 y4 p' z- O" Q( K. {
AC115V/50Hz 传导L 相

5 z3 N9 x3 S  k* [" |; c* H
AC115V/50Hz 传导N 相
, ?* p- [6 r, t! X
AC230V/50Hz 传导L 相

+ q( [( n$ x( |+ \2 T; j
AC230V/50Hz 传导N 相

! X2 _- W2 t. O) r1 c3 |8 j1 }
AC115V/50Hz 辐射测试
  @# K" V* i+ o" e/ x8 ?
AC230V/50Hz 辐射测试

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