本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 ( R- h. @% H; _
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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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接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!6 Y/ ~1 o) Q! T' d: ~
1 j4 Q& C6 M5 c1 }3 ~1、样机介绍- [* n/ p. y) v! { `
% ^3 I' ~3 }' A$ k4 v1 K
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。1 m, J. U, V7 ]/ f# O/ z7 B1 u" U9 [
2 P2 w- D6 M% |
|+ M9 }1 S9 ?3 x% n' G
$ J5 C' M; a8 p* ?' V' _% k( V
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图 z0 B ~+ [4 ^
CR6267SG8 @$ z4 Y8 `0 c6 F6 c+ J: h
! _- e- ?( ]6 Y) B
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。 : N5 q5 V2 d) k8 Z/ T/ h
6 r. E9 L2 @2 f$ o1 GCR6267SG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。( i9 m8 \* m& K4 }; g
. i1 x, X6 `3 w q t3 V! X# `
芯片特性
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# j8 P9 j9 m; v6 [8 D● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;7 w3 X! r' E) B' ?0 x$ X7 x* t
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
, v B8 R6 M" ^( G b- t9 O● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;& @" X5 x* }/ ^) }; y6 z |
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
. v6 L/ o" x+ c4 {, S● 具有良好的EMI 特性;
! A$ h# r6 G+ v( V- g, |9 F● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;& m" v. I5 O1 ~
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;: g. K) N0 n/ `8 [* x0 M i/ T
● 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。# q: @; g1 }3 D2 @! ]7 a/ y
, T. Q- E, U- n基本应用) k: f8 D7 r" t+ L/ S
4 P* ~* ~4 c* m& f u
● 小功率电源适配器
# d7 a" J" u" S0 r8 X+ B. _, e7 J" Q8 F* O& w9 l R+ p
● 蜂窝电话充电器
: W0 z" w: R3 e5 E5 @
; N) E- {( d! b2 i/ {● 数码相机充电器
0 ?4 j2 B+ M# j9 w1 I8 Y) p; Y; m, P8 }- q
● 电脑和服务器辅助电源
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● 替代线性调整器和RCC
0 K. p4 \6 t- C. V5 n3 W# _$ K6 ~# L4 E& ?5 M
引脚分布
0 M2 D: Q2 Y) G3 Y& N. K+ m' Z
- L+ L4 \& q+ c' Q引脚描述
2 m4 [" }8 M6 g9 _) t8 |" O0 Q6 ^ g7 e6 M: w7 h" H, d
5 t! E2 e# t2 ]* v典型应用4 O' u& ?) }, M+ l: g/ q: j
5 A' f. p& I' l b. D( i# K
z8 E2 m3 r4 A+ n/ z' Q7 b# v& z% x
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 t7 a+ a/ g. Z+ W/ `
0 l/ L7 {$ m2 `3 S) C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。
% R2 S. ^: [( W, s5 Y$ k: d# A; b M2 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。7 e- P9 L$ d4 U# D N5 U
$ A0 L0 d6 A2 a% k2、样机特性
% c$ i2 X8 k8 k8 [5 }8 ?$ A0 \) c# Y$ K4 L0 [
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。2 R8 E; N3 D4 ~& D0 f, P
8 X O x, j F( O6 g, W
2.1、输入特性:1 \. N" C4 D* Z. X- a9 b' v1 P# ~
G W3 S+ S0 ]0 M
0 e& f" p9 W/ K% ^/ M7 F3 o+ o
2.2、输出特性(PCB END):
* ^ O( p6 ?0 X: b2 g& A! z$ v6 \% e/ h; N
2.3、整机参数:1 s; P/ E4 Q% `0 h4 J" L7 @* L
/ @) a4 l/ E1 W8 N J b2.4、保护功能测试:
5 C/ ?1 e, F" g$ g9 r; v% J4 o9 H0 C/ L" T& z% ?) z' E- q
2.5、工作环境:0 W7 L9 G) l/ \: u$ ]
- p c% L! z' F( K# M
2.6、测试仪器:1 s; ~& |3 o! V% v" n
2 H' b8 D) ]8 I. b+ Y
3、样机结构信息. \* f2 a l$ b# a2 O* F
+ \4 i3 U* m* z9 P% S6 ?# S
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。: X0 i) x9 o/ g# ?( ~' ?
3 Z: K1 Z& l1 U: ]) x
3.1、电路原理图及BOM:% D! Q# P+ q4 V4 N
' N+ K& q. J) k0 B; j0 n% D1 b. M3.1.1、原理图:
& y: M; W+ U( e
2 a% e: B! F7 N8 F
0 ]! m3 Z! j. U. }3.1.2、元器件清单:& m' T$ B- d5 p
h$ h6 ~/ ~7 ]2 |3 i) T: e" P- L+ X" K* X5 H
3.1.3、PCB 布局&布线:1 l# o/ {3 c+ n) v% ~$ Y
+ ^; q2 _1 h+ w5 m
PCB 顶层布局&布线 # F8 o+ J. }$ J8 u9 x& i' M3 A
PCB 底层布局&布线 % |6 e9 X! ^0 a( H$ k
3.2、变压器绕制工艺:% E" D& z2 A' P: Q* |, C9 o/ x% w$ ~
& X# z# F" i2 C4 F9 |3 F3.2.1、电路示意图:8 [5 O) S0 X0 A: Z( ^
( U3 ^5 X9 ~- W' `3.2.2 规格参数:( z3 _, f2 a6 G f8 ~
( t' {7 \( D6 d1 n
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;7 ]2 S; C: q0 f& F. Q, j
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
- o* a+ X6 r0 H- U' h/ ? c7 @3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线; O4 ~0 Q0 V9 B# m0 G
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地4 Q" b: ~5 p5 H/ k4 c9 z4 [+ L
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
: g* A* t3 f1 y* w# Z4 v- m6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
& V4 R( G7 ]' 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);
* y5 b) p/ Q* c1 L+ `7 {5 ?8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
5 L% {9 E0 o3 v# A5 Q9)成品要求:浸凡立水;
5 l5 ? F- ?! j& z0 ?& C- j3 X5 Y# E- \9 K* G2 g
3.2.3、变压器参数:6 L* i$ Z1 S0 r5 M/ K
" c$ x1 Z! n2 t. I
: [ L6 D& m! l* N2 O3 z) A/ F3.2.4、变压器结构示意图:8 y( s# T5 d' B, `
& L e9 T, _6 m; L& v" n% \4、性能测评
& u. E# \0 H J4 H- g4 e- r& ^) }) T0 I4 n0 q! v
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。
' C5 V- S. a& z* G
. K9 \ Y) O+ s# b4.1、输入特性:
( w M& {- R. F2 W
; v5 a: y7 ]4 k4 f0 o1 L* N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。
1 M- v6 G3 |# T4 q
: g, u# J5 b4 U; H ^4 w/ N表1 待机功耗9 V- a5 P% o- n, X
# o6 ?! |- C: M表2 输出100%负载下的输入特性
- E5 B/ |+ ?0 a! _; ?- M2 }/ u# p, Q6 ]7 U" u
表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
* j+ _2 K& `& R
# f6 G% n$ r( b( s$ u表4 效率测试(PCB END)
; m7 p: i) o& ^, i' P. \: w* W- w! k; _, ]5 P4 y
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
1 R2 H$ V A1 `6 ]9 K$ b1 i N f T1 N
1 v' q. d* j$ T/ e M( A4.2、输出特性:! @3 s$ S( `; Q( w' P _! Z
# S0 r- e+ R F: `6 V% d& A7 ?
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)% R0 J% a% r7 C D- }
6 S$ h5 I' I& o! L# w* i; ^
& R. `1 X) r1 y. R4 ^/ J9 w5 Q4.2.2、输出恒流特性:. j1 t2 T& |$ Y1 q- B1 o2 N- f
' p! V: ~) x, X; [+ y4 v. [: H
/ h7 }0 n; w' k6 [$ j. M9 k! k4.2.3、输出电压纹波:
, Y9 S/ [# g& b) n& C% | b/ S- v
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。
3 u( t$ _* r9 k& V1 ?6 u3 q" Y
0 d% S; z9 _! J1 P; p( j1 B3 Y
7 H y1 a, T4 _, y; E
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
6 f9 X+ A1 v0 g" p
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 5 S$ ~/ s* F' K# C& _
R&N @ AC264V/60Hz,No Load / U$ i) G" K/ K0 |) D6 T
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load & w: P( |2 M: u: ]0 A
4.3、保护功能:. |7 K% `# h6 ^- K
7 j; m5 k2 y/ c. m X5 z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 V2 k5 |" I5 m6 d2 s/ c$ R0 h) j5 W9 n( @% E
4.3.1、过流保护及恒流特性$ u. Q$ ~6 A B0 H, b
; M0 K/ c( D8 f; m
% e0 C! K" \8 f% _4 |! W J
4.3.2、短路保护:5 L8 k! V: g4 u, N+ U Y
# R: M$ s: A! V {
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。$ @- x! [! J* o; u& }: b% a; v2 M
8 F% F+ B3 {) }' @ S
0 j: s; {. G' y5 |: H* z4.4、系统温升测试
; d8 ^# l: J1 e/ K
/ |2 |) _ Z, `4 |( y) E7 G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。6 O* {9 B$ y2 ?) K
q" G5 J( P% d( Q; }1 j5 r
I$ C0 b, Q) R4 T: h) j: X测试样机及配套外壳 6 g8 s b. S8 T! I( n
+ J7 T; ]+ Q6 ?- t
温升测试:
/ a1 X9 n( k ]5 a, S0 w! F- l8 `- D# s
4.5、系统延时时间测试:9 A. O4 _* r6 v! q. s3 f
7 B6 r7 t$ o0 X# b 9 T" S) X' k+ p2 i9 z2 L& {
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
/ l( @ G$ w" q3 @
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
, x9 S f" L8 T6 ~; v# v
THOLD_UP @ AC100V,100% Load + i: {' v; u9 `: U1 ?
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
q& q9 @; C8 d
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load 7 K2 z. ^" j9 G' N0 c
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load # U$ F1 l2 l) V/ L7 z7 h
4.6、动态测试:
3 c2 ]4 y6 N3 K% C) B. e7 t! y7 p# s
w6 P% A6 Q1 y0 a" y8 L) 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。
( |+ `# H3 Q# J* m( y
0 o o) I: Z2 S5 d- U" r9 o5 y
5 G2 F1 y C1 Z, X
AC90V @ 5ms
4 o% R/ y2 ` b. ^ m- o. U5 z
AC90V @ 10ms 1 m3 ]6 _$ w' Y* x2 T I
AC264V @ 5ms
# l9 f# _) s% m& J
AC264V @ 10ms
2 O7 R$ N7 d/ _2 [' p% x: a; V4.7、其它重要波形测试: @) H. b9 C4 d& N
/ A8 f" U+ h2 J* U* j2 U. q
DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
- ?9 j4 b% G6 H3 y5 J# b2 w
6 b: y3 W7 S. K# ~
AC90/60Hz,100% load
% }5 m: k2 @+ W) {- \# U
AC115/60Hz,100% load
/ |" b$ @, O# c/ \9 L
AC230/50Hz,100% Load
% Y; l# v& j! m( |1 i+ B1 T
AC264/50Hz,100% load 5 S/ g; u0 N4 P7 t
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压 0 r6 Q" r) S4 l
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压 9 B9 e6 a# c* W0 z
5、EMI 评估测试" b+ U8 i x& ^6 k) r) q
1 o) s Z4 }5 c7 e
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;9 Q, v: |' X- N
输出负载:功率电阻;+ l. h8 O3 @8 u0 G! C0 k1 E+ W
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)9 {( v3 e6 f. H9 l5 ?& `0 I/ m& a
. }. w1 U( r: x# \4 L
AC115V/50Hz 传导L 相
: x4 f) m1 d) U. k
AC115V/50Hz 传导N 相 7 B" x3 o: l+ R1 j u0 Y' ]
AC230V/50Hz 传导L 相 , S/ ?5 t4 z9 \; R: Y, x6 A0 u
AC230V/50Hz 传导N 相 / ~( x. H( Z/ c2 t: v
AC115V/50Hz 辐射测试
9 L, G: U0 h# {3 p
AC230V/50Hz 辐射测试 |