本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑
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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。
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Q0 Z2 x v5 B" ~6 z/ x' E' M6 ^1 d接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
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1、样机介绍
5 c$ i- V: U; n) w% L6 m# J/ d' P: P9 F& y4 O( K: Z
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。
( Q- e3 G6 T% d
* G' `6 R' t( N
6 O. T b \( a- w2 t9 h4 ?
% R0 b! ` ~6 n) z. ]" C# h' X
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
7 g) y; w% h- [% w2 KCR6267SG* Z% i u1 Q) o; S& u0 U- \6 h
- j# ?7 ` o: P( t& 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。 + f+ o: f) f6 G" o* A
, T3 ^/ g/ O6 u2 X+ w. o8 OCR6267SG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。
! U, k& H8 X) k) L
+ V1 ?& X( m V2 L+ ~芯片特性
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9 ~9 x9 t3 y" G8 ]● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
: j0 o0 {- q. X# w, F● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;* }1 L9 s; Z" N1 O |
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
# k% m- v i$ ]. |8 V! x● 低功耗以及良好的负载动态特性;
$ F* y: `1 B8 J! c8 G0 B5 k● 具有良好的EMI 特性;2 o, u. A8 r% N
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;2 ^# V+ L9 l. E' n- b
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
6 F1 d( ^1 ~6 `, B# T5 x! V' t. L2 k● 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。
1 e* d8 w6 V$ G! h+ D1 k) U+ _0 K, h/ D; [. u: e3 b+ ]0 a
基本应用
6 t4 w2 u$ n% l1 T. A
' T2 n) E0 ~6 w; [+ v& G7 j* f● 小功率电源适配器 a% V2 l1 C/ T; t, f- h8 ^8 D+ S3 M
& H* I' ~& N4 X9 r● 蜂窝电话充电器
# G+ V/ ~3 y! F, z; N
/ P" C( s( e" Q8 N) U5 I0 T7 Y● 数码相机充电器) ~# p1 m: e8 R6 h$ u& I* X+ {
- l# q5 d/ j$ z L● 电脑和服务器辅助电源
8 r. \" {3 ?$ Z* S
3 h9 y3 C, {+ A; R L! V w● 替代线性调整器和RCC
+ x7 ?7 b, ^9 U' ^% `8 B9 L' m" ~) G
引脚分布
. X. q9 Y6 X! a6 n' P8 v& b6 e
3 R6 W5 W8 O8 J2 c5 L7 C- m8 V引脚描述
: g/ s& I6 A4 ?. f6 T
4 X& ^, l) w5 W: U
+ W7 _+ a/ i$ @8 N1 w典型应用
; [8 S& A: v" x" E2 ^% U4 p P5 n" Q
* q Y2 g- C& ?% F; z
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。
8 h) U, L8 n7 {! h) E: ^! B, z0 ?- b5 g0 j! y
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。
# \; h0 R$ [; d4 M/ Z6 _1 U# I! F; F% O, s8 f
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。
% a" l4 l; x& }' }& t& Q
8 ?/ b1 D) [& U( M9 I2、样机特性
6 C+ W/ w' `' H: o( S1 I& T* S' U) J* f0 a$ \- v% c
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。) E% c: v4 b5 N
4 v+ O. z0 b1 W& F2 ^' E) ~. z
2.1、输入特性:6 j9 Z8 b$ V- f5 J
" `3 k# t' _$ G! t7 Z j
3 X+ Z/ Q' L* s2.2、输出特性(PCB END):2 z1 e( h" J. s& k; \ d
0 v; q5 k1 ^+ {% R; \# n5 W
2.3、整机参数:1 g, U' ]* L& o$ a5 r: G" S; k
& ^$ c P& z% {# f
2.4、保护功能测试:9 P( D1 r2 b0 {/ j
7 o( z! J; R1 ]2 C2 [$ B2.5、工作环境:, U0 K3 p7 q$ ^+ |. ~- w4 @. ~
% _+ J i4 o$ I6 O
2.6、测试仪器:
# q6 b; p+ E) v1 J: W0 ~4 v1 d. I7 Z
3、样机结构信息
7 H1 h" i7 u Q
! _; _- {* p' N; P: J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。5 y2 R/ K- F. r( A* F: ?( ?
! E& x3 E& D; q, s( y, P4 g" O) x
3.1、电路原理图及BOM:
- A* g! m( p a
/ M0 H1 Q n* j% q$ f3.1.1、原理图:1 j- o: V1 V$ c8 `
) f! T$ j r* h/ U" E# O
2 r3 [0 u" O5 m7 }1 [ g
3.1.2、元器件清单:
* }( _" s% j; m% v) ~( e5 s+ {, n. m4 I7 Y
% A9 a( P' y c/ _ ~3.1.3、PCB 布局&布线:6 l+ E; e( m3 E2 X
0 k$ E' }. z7 |1 H2 w
PCB 顶层布局&布线 7 L5 ]& |2 ~0 a3 q+ }8 e
PCB 底层布局&布线 1 `# e6 `" y7 _ l0 H) E
3.2、变压器绕制工艺:: ~5 ~6 Z- m* ~, }4 ^- S' D6 n
/ @, b- P- u# o6 Y: c% z3.2.1、电路示意图:
* _! Z7 H6 X' y) L
) J: u" Q% l$ j$ H% x1 q3.2.2 规格参数:
3 O, @0 t* j6 A2 _+ f+ F
& D, L+ a: l3 d, a8 m1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;* z- T) T# O5 i/ W1 f
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
& f( r/ ]" f$ |4 T7 v V1 P6 g3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;
& B5 x6 Y1 p4 C' u/ _2 y4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地5 `! B" X- Y# [2 b: G/ ~
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
! x$ d* y+ A3 C0 i6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
/ Z) d: {: y+ W4 t, K. n' J7)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, B/ ^& ]- f- k7 D: d9 h
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
5 G: i* E2 ^3 F& U& t& b9)成品要求:浸凡立水;
4 F/ M8 `9 r& a- B, i" [. ?4 k4 y3 N
3.2.3、变压器参数:
) n$ v4 i' T/ I" v- \' t7 v- Y; T- ^9 [; {- w+ C7 f
8 H- t; `% g# |, C* l3.2.4、变压器结构示意图:6 X6 P$ E: H8 k3 F# M) L8 Q
, m3 _+ [, [0 Q/ |; A" ~2 U4 j
4、性能测评
/ v' l) k2 c7 M9 Y+ ]# ~+ |0 y H5 L
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。- C" S1 k. i9 e. x
0 P! P% a% K: X5 S' n- L
4.1、输入特性:
' E% |" `7 y5 x9 }
9 u4 i2 s9 P5 @, y7 y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。
! b7 m; n o! W$ ^: Q" T+ t' n" w/ v3 V. r! c4 e4 B! E8 n( |
表1 待机功耗# V9 G$ H. x! y+ v5 [
4 K1 @1 n8 s# x5 Y1 N) t1 g2 M i表2 输出100%负载下的输入特性
/ |4 g' X0 I% n
- g+ F& O: {- N! ~) r表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
0 h3 S7 G$ @/ p
3 _, L7 O0 d" y表4 效率测试(PCB END)
$ y$ @- q* P) D/ R8 G$ X$ p# e
; F$ E. b. x& g( z表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)' {3 \3 r. n' k/ n: f# S; @2 @
6 ?8 f) L" t& I; c5 z1 h( g4.2、输出特性:
) z- Q6 q3 S3 J
9 Y A* s- J( _7 B" p$ b6 X" [4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)5 C2 R9 q/ c1 L. _# A) u
/ L/ t# s$ B; k8 l* ]# v
) s3 a F) ~; ]1 x4.2.2、输出恒流特性:
1 G( {; l4 u* l5 L. u( C) _4 T4 a' J; s4 S7 f
- L/ q* \2 d# D. ?2 R9 J. V4.2.3、输出电压纹波:' Q; C! l' r" _" a6 P9 w( ?; t
6 I9 L q- \/ W# D8 U
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 ~2 A9 l. O# O
7 F8 X3 \5 M h ! l) A, U5 n6 t0 R( M; J# I i4 F( a1 y
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
6 e9 Q. y z2 h o
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load . W, r1 s) `7 T. R9 O0 X$ m( Q
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
6 E: ?" j& n, Q1 z: a, Q
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
# r& W5 p$ q3 n* j4.3、保护功能:. U- q8 |* A$ y, o5 C5 a i
4 Z9 y* }/ Y ^( J' q0 S以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: y+ x, l! |9 _4 f6 |" V' h
% U7 G# I u% g4.3.1、过流保护及恒流特性3 s4 U7 d/ y) Z9 S1 I' Y
- x* q4 a( x* Y2 ~" l4 I* c
! p M2 k/ R( r- K" w$ c# [ {
4.3.2、短路保护:# ?& ^4 l1 C+ ?
& d$ S; u4 I1 {2 V: O2 `( ^, Y
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。$ d/ u9 q2 J# V+ v' T2 R
m" w8 N8 e* @; B6 N: K
3 L) [0 }& w& W4 T" F. t4.4、系统温升测试8 L* g9 G( I# v+ ~
& a, z! \( A" A h$ M. }# d
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。
3 H$ s$ Q* Y: {5 K; \" D
1 `2 O7 O# D4 @ k- j
" t! f0 v% t4 w. f- G/ E" a6 l测试样机及配套外壳 ' ]6 v8 x- T' b, Z0 l
$ r1 H3 _6 X2 C( {$ @温升测试:9 a3 ~' C' y, {) u/ l( f2 p z
7 b$ L" R# ~7 ~4 c+ _4.5、系统延时时间测试: Z2 _( f% J9 `! U8 e
6 U2 q) C4 T! V0 }9 N1 _7 _ * R+ L7 a% l6 B* m* w6 O
TON_DELAY @ AC100V,100% Load % _8 ^2 ~: i/ o; ^; n O8 x
TON_DELAY @ AC240V,100% Load ( w, l. L6 h9 U4 p
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
3 O6 O2 x% Z& s3 @' P* c) `7 g( Z) d
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
7 Y& {9 i) O8 ~* F3 [5 ~
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
) x$ I4 J$ z% [9 |5 h+ Z" `" E
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
) d- }- O6 l( l4.6、动态测试:8 I4 F( z- m& V" j" B" P1 {
0 O. C- s% y9 k- S0 f
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 O- O. F2 A: p3 t
. x9 M% u; k0 G* w% o+ s' M4 n }/ H" G( P5 ]* K
AC90V @ 5ms
. T& H; Q1 O0 H8 t, P$ J. d
AC90V @ 10ms
+ E( ~0 T6 Y& `! j
AC264V @ 5ms
% k+ g2 R2 D) h9 ^7 v2 L7 a1 K
AC264V @ 10ms 0 e: }. Q, J3 D5 s, D: A/ H7 X
4.7、其它重要波形测试:3 m5 i3 d( ?- W' ~0 d5 X
1 R% Y; j2 n9 H% TDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:* I/ A" O6 z5 g& C; o+ {) o7 e
0 u3 Y+ r5 w2 V m( Q; a4 f' d! M
AC90/60Hz,100% load ! B2 d9 }# r9 w. p
AC115/60Hz,100% load ( V2 @! V+ ~& e1 a! f' s' p0 j0 b
AC230/50Hz,100% Load
4 B c( y6 u3 [: _7 N; A8 J% u y
AC264/50Hz,100% load
5 U% K- S) y7 i
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
1 r% J2 E" V' A1 l& f' N' Y' |! o: O
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
+ c) e& M! t- ^- h* H5、EMI 评估测试
$ _1 C9 c. Y7 Z. \- x6 N; h( H& J
; k. o2 v5 W- \# b; Z7 N测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
, D' ?0 [# A; t) D) t* {$ L! I输出负载:功率电阻;1 `2 ]; x2 Q4 v$ o8 F5 t9 L
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
1 A) w0 S! V2 f5 P, w/ z! n4 m _
; W/ O( o! E2 x5 l+ K
AC115V/50Hz 传导L 相
. F# c C% c* O1 V r0 E) X6 B
AC115V/50Hz 传导N 相
2 Q: d5 N S- H# k/ U' N+ u% I
AC230V/50Hz 传导L 相
" O* t/ U0 R& U2 H- a' |. f" `& F
AC230V/50Hz 传导N 相 : W! v4 Q0 J" d- Z. i
AC115V/50Hz 辐射测试
% k* F; w, W9 @, m/ |4 m2 ?
AC230V/50Hz 辐射测试 |