本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 - R1 ?) g1 F- L4 ?% k, Z
6 O: z1 b6 j# Y
在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。6 e- v$ E3 d5 n, S$ ?
4 m$ Z; A$ V* S* \1 w% m01、样机介绍
' W$ J( T: q+ `3 N1 M. P8 b- ^: {1 R
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18W，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CR5269SSJ和CR3017L。
1 a$ ~, J0 F" {/ N# l6 {. c' ~; K3 n, I# l; }4 V c$ k
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 0 P0 P) w9 p, l6 Y5 [ v/ H# s6 ?- }. m
CR5269SSJ
& \4 j: S) X7 ?" N* p
: {( w. G! d, s# c1 v! n' D' x# ?CR5269SSJ是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSJ中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。
0 w. N8 @$ _4 ]3 t& w# ^# l# E
! j* \0 ^" |7 Y9 U% v3 u芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。/ o& E% P, v K' d" o' k% \
2 S t6 w4 a: y: ]9 f
CR5269SSJ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），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
8 Z- F* @3 e% W$ \: S2 q8 h1 _, \. H. b. B2 i/ q
芯片特性1 i" a! s& G2 g8 d; Q5 D' l
7 _) A" o, A: N2 l● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；2 J5 L1 O% i e
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；( N! A# `) W) |8 n9 }5 B5 S
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
: Y! l6 I( W/ Q6 B! L: p, P& X● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
, y6 ?5 ~) X# ?# L: Y/ D7 L● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”/ x6 k9 G/ S1 k+ u' b3 z6 y
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
6 V" b$ j% A$ t: [' v● 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。- L: \" C. A9 K, E3 R9 k( w2 K
* U1 `% R `; P+ c
基本应用' {; C7 D! a; d1 w6 h
* W4 F1 f f6 Q● 电源适配器2 B1 g4 t3 w( h4 ?5 e" ]9 z
● 开放式电源
$ X2 `$ F e3 e9 ~● 数码相机和摄像机电源
% A6 x' M6 h2 w! k9 H$ p2 @2 A● 电脑和服务器辅助电源
" K. z/ J% E* l3 y" b7 F& Q● 机顶盒电源
/ V4 L! V) `; g A* F& S8 L● 掌上电脑电源: `8 m1 \$ z1 z# O( f
8 L7 \5 t) e" N9 s; w1 c7 i
引脚分布
2 ?# a# B8 K6 s3 y& N& _0 Q1 t4 Y" s0 Z: ], ^" Y3 U
' @' G0 `. A8 {1 G6 B8 k) E$ E. S
引脚描述6 j! l% _2 {) \
$ n% h! W+ @2 v" o- R
' ~! D! r3 u, \8 O: |
典型应用
8 Z4 X+ _- R4 D2 y9 [- m" v9 b* H t" v& S1 Z1 O1 ?$ ^
CR3017L芯片特性：
! f. t/ p1 Z% T$ y! }+ u5 S* k; c! p D9 d) ?
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流8 M7 U3 |5 Q' @, U. E- t
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
& d0 H3 B. A# n8 A% v2 \: U9 Q● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。 |3 | ~% |( q# c7 b6 L) Z
- y* I& X; h" Z2 t( {
样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；能够满足最严格的 “COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
$ b% {7 G5 i! W: A' [ O- q& N; s
! S3 J# a' G- r3 a+ t样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
/ I5 L) v3 f+ J5 o3 s3 Q3 g
. f7 \9 N7 \8 r' F# N$ U' ]& u$ S样机的变压器，采用了EE19W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$ D, Z9 z$ `& F
1 E$ B* C! a6 z/ K I02、样机特性
) b; A$ d4 e( l9 u# I; P6 t4 H5 b# s) X' K+ M
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。9 l8 G5 a9 A: z
% A. P1 i8 m$ n/ I8 Q* m8 F2.1、输入特性： @/ O5 `) S+ |. |8 h
' ]8 N6 {5 j( A# Q7 @) Q* X f5 f) k3 }/ z# {2 e
2.2、输出特性(线端)：
' H0 z B- i0 n! P9 y! p4 p" k& u
) T0 w0 `! [7 P% U2.3、整机参数：- C2 U0 Y$ p# e y' N0 z b7 q! _' ?
( B1 Y, j8 n4 {3 x @7 l) M+ a; b5 i5 `& _
2.4、保护功能测试：0 Y, U% `) L. h/ X0 w8 W
, ] D1 p' G3 u2.5、工作环境：
+ Z/ r( R7 P: e; B. D [8 o' @/ `- Y# Y
2.6、测试仪器：( G S8 g" x. e2 b6 X3 E) x
7 B: o3 |0 O$ q% h03、样机结构信息$ J! i6 ]( ~' {8 V
0 O6 P: V" ^% w" e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。" Y! K# U. k" Y/ @4 v+ l
9 E) X& ^3 Q3 k( P3.1、电路原理图及BOM：/ o3 W& M" \. v( \% ~$ g
) O2 B8 r4 L: T U
3.1.1、原理图：0 b( B T6 `1 T. j
7 H3 h) f' @0 ]& {8 V7 T! N& a3.1.2、元器件清单：! B9 c9 g' M" E- Y1 a
3 `" j/ p6 C: |- `4 h& p
# @' ]2 w+ [- A) ^, M3 t( N2 P' U3.1.3、PCB 布局&布线：
2 y! T0 ^% o& _. ~5 B( O
7 ~9 z0 l( P5 X" s3 g
PCB 顶层布局
+ S- ]' c. k( G+ O4 @
PCB 底层布局&布线 e9 D2 q2 E$ k+ h
3.2、变压器绕制工艺：
. ~( n5 W% d7 H2 j( B
2 z- p. F, c" m- r1 W3 h! I3.2.1 电路示意图：2 y$ K/ Q6 V+ l& ~$ H9 W5 l, @
9 P& I& |0 @2 g8 R
3.2.2、规格参数：
! } u8 O5 A3 f* s8 p: @+ I) p+ I {) C* B5 C
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
$ }1 N' i. k5 ` h* L6 B# V: A( x2）材质：TDK PC40 或同等材质；& ?: S$ M7 A' N5 h5 F
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
/ i. `* Q" R- N5 ?4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地: ~: \8 q! u* W: `2 q* `
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；# X5 K0 i; c0 J) C' |: b
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；, x; T% o; L7 N/ |' `1 `# t
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；4 p. I4 n( C$ o7 z
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；/ [6 Y# o6 X" y+ a
9）成品要求:浸凡立水；* U0 A) l0 |! Y9 l: n n+ S
+ Q+ Z# Y+ `4 i: P* a3.2.3 变压器参数：, A# _4 H+ f0 F$ w' b
1 R" s& I1 t; b/ \* ~' j
: n( N/ D% Q( U z( c3.2.4、变压器结构图：
; Y: {% C3 @% m* R* N7 e$ g
6 o- j% W. N" r4 t1 |04、性能测评9 P' X" m; C2 ^ \6 K% }+ t1 B1 F' _' P
) R2 m& j5 M5 S; S2 H! O
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。2 r/ d5 a. Z3 {, [
$ F0 e4 r8 b6 U+ ?+ q$ g4 a4.1、输入特性：
$ m3 i! L6 H$ l) N1 X; w: _
# c9 _4 j, @% V7 a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。$ s! ?3 ?4 @; Z- h3 Q: K) h: r
- i7 W* n m8 @0 h" h$ G
表1待机功耗, C: R. n8 w( n! S" {
! a; i# u7 H( Q7 i$ i1 n表2 输出100%负载下的输入特性
- y% J" k, l: U7 P; }+ O$ i6 ~3 |( V2 L2 z8 u8 {) V h
! p/ ^$ P! N4 y0 R+ F O+ i表3效率测试（PCB 端）* z3 E$ a% r. C: R2 a
, l `% j7 ~ V4 B6 C" \表4效率测试（20AWG 1.6m线端）2 z% F: ?5 k7 G. w; J
# g) X: L( m2 a5 c表5能效等级评估（线端）5 `+ k' D1 ?+ Z1 ~
4 f( D4 Y) h, K( ~/ ?8 D' U4.2、输出特性：; ]. } Q: l1 y7 \) J
. ]( w4 m6 _0 f4 s# I
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
! M) F7 y& ~% j
6 }" E: Z/ x l5 h5 L) T/ }4.2.2、输出电压纹波：
5 l9 A5 J) |0 z; V4 M8 b" e$ {4 }3 \7 F1 q5 g
注：纹波及噪声在PCB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。
2 `; q6 y' k0 p* U: ]1 [! Z
+ E% d6 D$ C$ [1 t% p
R&N @ AC100V/60Hz,No Load # N( }8 Y$ }- w6 L# S* ? A
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 2 \0 R A$ U* ~7 u/ D' x$ z; W9 v
R&N @ AC264V/60Hz,No Load . B; C, T0 Q& v# K
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
& B' @- b5 M" \4.3、保护功能：
, L6 D# T- D8 r* R/ N3 @( s6 @ u9 ?" T# c# {1 K' W3 @+ d/ I1 e/ m
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( D7 j: b7 {0 r$ U5 i7 y* ?" T5 A- ^- ~% O: u0 z
4.3.1、过流保护：2 Y6 q! G, d- ~, U- u
+ J4 l( ?9 p/ | a8 H) ]4.3.2、短路保护：
3 e4 \; ?7 Y8 D. S0 Q
. L# r; }! m. J8 \1 s) |功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。+ n+ T% D0 w/ L% a
! H5 P' _. M- L! Q8 B7 Y: N6 q0 A
4.4、系统温升测试
" h/ G) i( `/ p7 m" P( A, }
4 S$ |$ ?9 }( f7 D' P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CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。
" e9 u+ P Y$ |# x# J1 t: A
) o; J j+ ?2 O' m) \) _+ |* `
测试样机及配套外壳 # }# _/ X) Y4 [2 R8 e
* V" q* j; W/ Z7 n4.5、动态测试：3 i3 n% i. m& y, s+ O5 O' S
# E7 I7 Q( Q; g) k$ n输出动态负载电流设置为2A持续5ms/10ms，然后为0A持续5ms/10ms并持续循环，输出带线1.5m测试。) U1 a7 B2 @- D9 [8 _% ^
' T1 [: v6 O4 J/ P3 M. w. }4 d. _
AC100V 5ms 1 Z" l2 c2 C+ w/ `" {
AC100V 10ms
& h7 ]7 L3 J0 a! @ T! `
AC240V 5ms 6 V! }5 w' u$ B
AC240V 10ms 8 @4 i( U0 l/ v, O4 d2 u7 D
4.6、系统延时时间测试：
! D' d/ Y0 O4 J* J! l% J1 G4 r( j1 R
8 z2 z* p- `9 v) r# c! f
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 8 a/ P+ |$ ^: E# ?$ J
TON_DELAY @ AC240V，100% Load . y; F! [( J5 j* b, o, T+ L1 P
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
7 r. |/ F0 v$ _4 ]2 e) I3 j7 _. ]) Z
THOLD_UP @ AC240V，100% Load & r, T# ~4 m9 D" W, s) Q- V) c
4.7、其它重要波形测试：8 ]% X8 |6 o; a0 \4 y* w P' n
9 H0 L! Y7 a; }( H9 g& {
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：1 N- W& Z/ u0 e4 A2 g( p2 w
( M, h6 x2 g$ X
AC90/60Hz，100% load
J: I& J) B- ?( {! Q0 y3 S
AC115/60Hz，100% load . L! K" D. ~, I4 k! z0 Z3 p
AC230/50Hz，100% Load
y* a. X, T7 t! `
AC264/50Hz，100% load
i+ C: u* `2 c, g1 v8 h4 }0 S7 b其他波形测试
: t) ^( _5 m: i# C5 V5 m/ H) J' r# G3 C& K9 ^" O9 Y: p- i
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
* P) Y& t5 L) O5 W( n% ^
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 + b$ w$ W7 d2 D1 Z1 ^' r
05、EMI评估测试! u* Y' t) Z% _# L; I& ]
3 J3 ]$ D( W+ `) P8 L6 G/ S测试条件：/ s$ l$ g' T* F7 I: D
输入：AC115V/230V/50Hz；
6 ~6 m5 J' R- P0 v( F输出负载：使用大功率电阻；
! B# w/ R! X$ E限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
% h7 ~' W3 D- w! ?! _1 L. z
AC115V/50Hz传导L相
: o3 s( f6 x8 i1 G
AC115V/50Hz传导N相 / I) Y# v! I( U0 o
AC230V/50Hz传导L相
0 }) K/ u8 G3 h! t0 ^' u& k2 ^
AC230V/50Hz传导N相 7 K* J* t8 n( [
AC115V/50Hz辐射测试
( I# \0 B5 O6 y
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡