本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 " e# _: C- G1 ~5 j5 _% P9 M: @
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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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" |4 R1 v: G2 `接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
6 Z6 t9 H) S) _: [- h9 A1 T
: `6 ]( F4 H2 T1、样机介绍1 |# _- M5 i' L/ o
; z% k3 F8 P0 ~. Q- ^% A4 \4 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。
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( D" D9 V$ G, K, C3 [+ w6 t 2 h0 I4 T6 Y( e; l9 N G2 F8 D
( B1 H: c$ e8 o
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图 , t6 `$ b0 q* ~0 ]$ Y6 A$ O* c
CR6267SG
' y& Q1 }9 E2 J9 l; \2 X# ]+ W( Y
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。 6 V4 Z# L* F8 W2 v7 v
. q* ]- `, Y2 q9 V$ I
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。. x! t5 d0 z8 M
' q& a1 ?: t$ t7 O芯片特性
5 ? x( Z0 {: B- M) M0 D! a8 }, C/ m' V
● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
: q' k' }8 ?4 n0 Y● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
1 x$ q% A* F/ m$ d3 i& I/ n● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
: l F7 ]$ @( f% ^+ m6 R● 低功耗以及良好的负载动态特性;
1 j- U1 ~8 p$ g, s● 具有良好的EMI 特性;% ]5 f- J8 b N5 d
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;- b1 ?8 h6 d% d- q" Q$ S
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;. D% K: m+ a) ^7 {5 j' G) g
● 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。( y" R# R* M: N1 J. C, A6 m
( f$ C- B+ z# ^0 y/ h T' W基本应用+ B4 ` V4 a6 }6 \6 e/ K" o$ m# k
6 B1 L3 Y8 m1 x. Q& ?9 M● 小功率电源适配器
+ U5 s4 J2 z$ c( w
! s! A% H" N% @● 蜂窝电话充电器+ o4 T# b( ~ J
: n/ J2 X; j7 h! K; s& @4 Y; y
● 数码相机充电器9 z: ]& t5 K3 R+ B6 l
7 a) a- y0 [7 j: V) M8 B● 电脑和服务器辅助电源
7 s h8 r2 ]0 w5 o% ~* [8 s( c# f* l0 W8 n8 w2 a; ~' A
● 替代线性调整器和RCC' m# j. @# i2 W
* A8 G; ` r1 \' n, g0 k' E
引脚分布
1 s% a; _! E1 g; v& }
, e3 Q2 A4 S; u! j+ l引脚描述 \0 `$ U6 ~5 C! _7 Z6 O- z
; C% H% V/ O2 _ i' f
' w3 e& y! e1 L典型应用4 N8 y" {# s4 |/ [
3 R9 c1 Z% w v: c0 p
0 d/ Q9 w6 e6 V; L( I
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。1 W+ [1 W; S) I3 O' o' s
# t& h, \, W8 m" ]# D& B$ K
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。
" Y2 b1 c' e( j. k
# e- F2 W0 X. k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。
: S" A% d$ d- Y, q
1 Q' Q5 F/ _) s1 b6 n2、样机特性1 W* l$ e m7 v( \: _
: L c0 R( n0 o; W( O9 n, q5 n" g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。. y- Z# T6 d3 T
7 w4 v }( k9 U( m$ [
2.1、输入特性:; w, I1 K. C2 ~0 J* s) D- h
! f- R7 H2 J# v% E" u( G% y2 P: a
+ @6 e @8 l2 V3 m2.2、输出特性(PCB END):! _& E# |8 x# [0 _8 e
* N5 v R: x6 M1 ?- n# W+ E
2.3、整机参数:* Q6 x) P! t P. T
, p: D9 @4 J0 e6 l2 Y
2.4、保护功能测试:* c$ Y! l+ P2 F6 |" }+ F1 c
4 n+ Y# [/ C8 ~: W- {+ O8 d! ?8 |2.5、工作环境:
: W1 p( V e0 z1 P N5 H1 C. r; }1 _( G6 C# M4 T* ?% a
2.6、测试仪器:+ @3 v7 l) f6 f8 J Q' b0 U0 h
. Y4 F9 h1 J. n$ _0 ~) ?3、样机结构信息* ^9 T4 \$ ]. y& I& ?: f, I$ l
4 i& t: q. @+ E* h: x
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。- k( t- J9 A5 o4 H9 H4 \% J0 y; q. `
7 _0 q, @! p( w* N
3.1、电路原理图及BOM:
9 Y9 c$ w3 [) s( p0 e) T; x" x( z" C2 J# w' J/ \# X$ U: F8 n1 v
3.1.1、原理图:8 q# u* `+ o- s E! h+ t6 n
X1 Z. G% }; D6 y8 v
5 F3 O7 f$ q; Z* `4 q# L) d0 a
3.1.2、元器件清单:5 w; J( v# {9 i6 p6 l; I
7 w) t0 r, x ~8 o4 u9 t
2 q" g9 H# Z* d. |/ h# `3.1.3、PCB 布局&布线:; I T! ^" o9 m# m- k0 i$ U
4 \/ m( t2 D* S5 _6 N
PCB 顶层布局&布线 , U7 l8 y) [1 e
PCB 底层布局&布线
+ C* j- g4 o2 ~) d& y7 C! c3.2、变压器绕制工艺:
: T+ d. ~: `" L3 X6 `" G
& N! o9 h; p8 Q. a. z/ U0 ~$ s" P3.2.1、电路示意图:
# Q @: \" H3 V6 G/ a, u9 X
- j# a( U. U/ B. R& @! O3.2.2 规格参数:
3 i, ^' e" t. S) i1 ~" ~- N4 ]3 M, C2 m; z1 u
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;( h! X) m' Y$ L0 Q6 K
2)材质:TDK PC40 或同等材质;4 n0 |# h& ^! m9 C
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;; g3 H0 s' Q" q. W l% [% c- j0 ?* r
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地& j: j/ [5 g% p$ `
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;7 k% ^. ~' v! Q2 C6 T) U6 M- A
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);4 M8 Y+ u0 C- n3 e
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);
( y, `# H' T0 O; U9 V+ r2 e- `5 E8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;$ ?! t3 [8 S& Q
9)成品要求:浸凡立水;
1 Q9 l _( O8 |. Z8 M0 O- C' [ B" }6 R. s% M+ f0 R9 U' F
3.2.3、变压器参数:
) {: v6 [1 p3 Z% Z3 O* u& \
2 t/ b1 \6 t s3 X5 n# l4 |/ h
3 X; W) S1 z) ]3 V3.2.4、变压器结构示意图:+ X7 b2 O, l' t. K1 J6 n9 P6 f! I
) t- ]6 D& O# I: G
4、性能测评
- Z! p2 x) q6 a A( h7 H! E* M: T9 [3 E/ E
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。4 c8 i2 L) T- Z3 V( }7 }# v& q
% ~: i( l4 S ?/ N$ I8 H4.1、输入特性:; \$ o2 r, i. f
+ G+ X9 H0 p+ R4 {- ]" g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! |& ^4 h2 z# `# G" F E5 T0 }0 A. [
$ Q/ N& G7 ` P5 F b" ]表1 待机功耗- M8 x: G) D! p' A
2 u" z! [! K: t/ I. Z
表2 输出100%负载下的输入特性( \7 g* e/ K# U( ^+ D6 W
4 t, Q: z) Z- n6 o表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)
& h8 d6 D: X l9 J( J' D' A6 x1 R; @! Q2 Z7 f
表4 效率测试(PCB END)# e( H" w; P: M( C( L
2 |! n% b8 ]# x- H
表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)9 a9 O# W$ h& G0 B/ G$ N
+ U; l. _$ `/ I0 s4.2、输出特性:
1 n# G) Z. P' K' X1 `1 ]
. t% v" M8 y$ i. x4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)# b$ S" @ E! A& X/ x
; R& R+ f1 s' j" U# D2 K
+ \4 H) _2 N3 k. M7 ^0 [( U+ g
4.2.2、输出恒流特性: G5 ~" R0 m- A
7 t) K) M2 n I% K1 _+ ~
1 x7 O1 g( ]9 i( `1 o3 t
4.2.3、输出电压纹波:8 {& G8 u) ^9 C0 w+ o
& n" ^3 s- n8 @/ p' v 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。! d% t% @) @# [( D r( k% q
0 s0 q8 C( j$ r4 @) X+ t4 e* O
6 x3 t) w5 {: {$ R! }2 r, q" C
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 8 g- R h- n5 b& ?, ~
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
3 z$ y' }- k- g
R&N @ AC264V/60Hz,No Load - ^+ m' E* V, c/ C$ }; |
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load - M$ N n6 u P& o9 ?
4.3、保护功能:
) `+ q3 D1 T+ Q" J
' r& H% H: M8 b+ A( t. c以下涉及过流保护、短路保护的测试。, D! ]: B+ v1 b* t+ Y; h! t4 S: V
9 Q( @& A* f4 v0 t: ?
4.3.1、过流保护及恒流特性/ I- D& c) T9 I0 B, W6 M
7 H' V z( e/ K0 ^# h
- _4 @( a! h7 V$ f. t# r: @, O: S4.3.2、短路保护:
: F* r& o* ~4 a, Z8 r2 w
q& r9 C) Z+ a功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
# W6 f6 e" L' n7 ~: N
8 D' y: A% Z0 w5 ^, K A1 |6 V: B5 L
4.4、系统温升测试
% m* v: C: v) w0 A& o" P p1 z7 X/ P! F8 T( ~: q1 M6 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。
- p y; E7 [' `" _4 Q/ V# W+ I3 C- {
9 d* {' A- U+ Z测试样机及配套外壳 # i# l# V. N3 A: W6 c4 r
, t1 ?4 { a. ]: t
温升测试:* Y$ l j4 T. ^& f4 m
( X, X2 A" l! a! O4.5、系统延时时间测试:
* t. y5 O# N- L' t5 g2 I) H4 N/ P7 C5 O2 n
4 X% O. O) j6 q! L, L0 I
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
7 W$ _7 m# o* g1 Q$ U5 C7 y
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
t! R% [1 D4 v5 E% b% a
THOLD_UP @ AC100V,100% Load 8 [, k/ J- \ `' g; w
THOLD_UP @ AC240V,100% Load / T/ Q7 _: O; h& R1 X, p9 F+ Z
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
' D' r' ]1 V& P! Z" ^+ Z8 d
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load % P# B/ T1 h3 r
4.6、动态测试:8 |: S% y ^$ @! [/ |0 E4 s4 l# X$ B
' Q8 d, C6 V3 Y+ X" p: }$ ~$ |5 s8 ]# C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。
( y% K8 ~& i6 _/ ?. I9 X; X, p ~* D( ^
9 t. Y- a% R: E9 h- T4 ]
AC90V @ 5ms ( H0 q: h4 r9 n# Y! `2 D
AC90V @ 10ms / c5 z9 q' i m+ V, }8 o) Q+ Y
AC264V @ 5ms 0 L& x1 |8 S0 p" G/ U0 s u8 [
AC264V @ 10ms 2 a* _& V" m0 F5 [
4.7、其它重要波形测试:7 A4 n, k/ J, u% l" A1 D
4 u7 @/ ^2 v- V9 V/ `
DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:" h) |! [% i4 A
( d& b: r3 z* @, P; P. K' T3 n
AC90/60Hz,100% load ( B9 T& H& B& W5 A$ ^1 n
AC115/60Hz,100% load
* B3 w# R1 y& ~% w! @
AC230/50Hz,100% Load
e, y7 ~' I, J
AC264/50Hz,100% load 5 A C, ]* O3 C# f
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压 % _: U; F- [( j0 {
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
3 P% A% l7 y- [1 D3 `5、EMI 评估测试% n8 ~/ `) j0 w( u6 c
# F* O* p/ C# p: |2 l6 [* \; W- F0 I
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;' ^3 e; L. b: Q2 E, S
输出负载:功率电阻;4 {" w6 k6 v2 v, P
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
: R0 D( I# x) _9 Y1 n1 v5 \' N. x) I- O' |! E2 t" v4 \: R u
AC115V/50Hz 传导L 相
% ^, W& |& `9 ^9 q
AC115V/50Hz 传导N 相
: j2 h" f; v5 g, ~/ W$ D
AC230V/50Hz 传导L 相
( u* I( ~) N, E) ]2 E
AC230V/50Hz 传导N 相 / ~! P: F8 G+ m! Y# ]$ U
AC115V/50Hz 辐射测试
# j, h( d6 y+ L" }! ^1 Q: p5 |; G2 W& I
AC230V/50Hz 辐射测试 |