本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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; F) F0 S1 t& E" W/ T C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。% e' _6 ~ _2 A% Y8 w0 F
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01、样机介绍
6 S# t3 ~3 \7 V8 g7 V- u0 T6 ^7 A- v: K( Z9 f
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。* }: [5 T) x$ O* I6 p8 H1 j3 ^+ a
% n# y( W" M, H$ W. n8 |# W' m
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
+ X! _; |2 L# y6 CCR5269SSJ + a& p* r$ h4 v% x/ t; U" ], G0 _8 A
n# ~% X! H n) H- q3 l6 y2 K, WCR5269SSJ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。5 F' H' R( P" f# l* g/ \
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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。5 w! U) Z8 v( Q+ ?$ s8 R& D
3 q7 D8 P' ?* F6 M) N! D. }3 p
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。7 w; Y% _4 N& f' n- \0 x
5 P, j, m/ r- l3 x; F/ n% ?芯片特性
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) S9 m' ~% t4 s5 i● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
2 c. s: O6 }; i( j0 ]● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
, F; S- }7 {" H ~6 `' C: _● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；/ U7 U! E0 p2 ~8 u" V& ~
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
( R2 `: V% H2 p4 ~2 Z) Q& L B● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
* _# g7 |* Y2 o ]( E● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
6 N/ w% n- T+ z6 y* s● 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。8 z0 b* S T. m
; r2 w6 x j. S基本应用
/ k* p* d i4 O3 D0 b' R4 }. R8 O% s& u) ~- T# Q4 L
● 电源适配器
* a/ L9 f' A3 D+ L J. k+ t$ W● 开放式电源 H/ r1 P, y% d8 ]. W7 j. x
● 数码相机和摄像机电源- K: ?# [$ U4 d) A- m
● 电脑和服务器辅助电源; N# ]0 J. R- N6 U; l) A5 J
● 机顶盒电源
$ i: I4 ~; R8 D* l: y) B● 掌上电脑电源
& ~! q3 k/ h N) ~7 Y4 z6 ^% K3 ~& |4 G5 w/ a
引脚分布
/ S5 @$ b3 M+ Q& ~' A6 j8 u5 c, |9 P
! j& c9 i8 i9 ~( c* W, N3 f
引脚描述
9 D: C; }( ?7 n. S% G* z4 A( K. {) U. F
& ~% r1 f. h6 [! W2 Z# @
典型应用
Y" @1 H* J- r
! }' o6 g8 a1 b# i1 ~CR3017L芯片特性：
1 _' |2 t: N3 Q2 @$ {4 R, T6 ^3 g+ @- O! |4 b
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
\6 V# [5 M$ M; K/ S● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。$ t: r) l. T5 F T' s
● 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。( R" i" ^9 @! c, \9 ~
! S7 E8 c8 q5 V6 m1 \' C1 p" l
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。
1 h5 J, ^' Z5 s% m& K5 J6 z) P3 S
+ e, ^7 x% l9 N$ W& N7 A6 X- ~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。
4 H! N8 k0 A( b- h( m0 H$ b; }+ Q" N: w
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。
; g0 D- Q- K* j' P6 |2 M# `& }5 I* l. n8 v7 N% V
02、样机特性
' l9 K" U( s) a* x
0 q8 h1 ^ f8 A. X- x! U; r* L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。
& p$ m) W' s8 B" g
9 Q) @- Y9 H+ k% }7 q' U4 ~2.1、输入特性：
' Y( R, w$ U7 B: i7 H2 @! c3 `( c) J+ q; A/ d' U4 o+ _% n
7 \1 }0 Q2 B) Q0 O* R: F5 ]2.2、输出特性(线端)：
. ~6 n7 x) O. X# n: u
4 ]3 o2 J$ u. g# E5 q2.3、整机参数：% |' x6 g& P! D" {4 C+ X
3 E0 B$ z3 o4 ? G8 b7 H, X
. K. [9 B. Q( |( y/ {8 {* L2.4、保护功能测试：
2 d: U# r" @; l8 ]( o5 {. ]$ _9 s, ^1 a( H
2.5、工作环境：0 V9 X; s2 L$ S* k
) U* p1 P' q! R9 h: A" d
2.6、测试仪器：: f. e& O% Z! A9 e0 j* V
2 e: ^7 z* `# N* n0 P- a9 I7 |
03、样机结构信息- [. L0 e- b/ n' q9 n) c
$ X& C! G5 y8 _ C; 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。9 m1 p% d( O7 H% [; P
; ~: {- ~; [5 U( C( J2 {3.1、电路原理图及BOM：$ @% ]: ], z4 |$ `+ ]
4 c# F& r' V4 G( M) f3.1.1、原理图：6 p3 p0 G( W8 c6 J* p$ M- A
/ n- d. b+ [/ h3.1.2、元器件清单：6 K3 _! p4 k0 X U( J: M
6 H, o& U2 m' `
% ]( ~& V% X7 r1 Y, e* ^3.1.3、PCB 布局&布线：
" Y4 P j3 K3 o+ P( I9 T. m9 u' e0 s1 }
PCB 顶层布局
; A; r9 L7 c+ j0 U) Y
PCB 底层布局&布线 5 l* E- s5 g! \. G X+ [5 ^7 u# D
3.2、变压器绕制工艺：0 _1 e1 i9 O( W" m
% P! U' Z8 K$ k. @3.2.1 电路示意图：: I6 a# l( X' u: Q8 g! L
{: c/ K7 i) U2 `3.2.2、规格参数：5 e0 x+ `( f) ?2 v! B
3 a2 _! o8 i, I" L% r. w: L8 E1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
9 M0 j1 J7 H: ~0 I" k2）材质：TDK PC40 或同等材质；# E: v5 T1 H: p R) C. }! X
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；( ` U/ G4 G5 Z. Y' f4 a) Y
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地1 F1 z8 J. r' F! }, m+ @" \$ c5 m
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 X& _2 a, _. e/ i; i
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
e6 N3 e4 Y5 A) @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）)；( F( z7 J" o0 l% B" {% @
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
$ L# a1 ^2 O% @+ O, S8 a% H9）成品要求:浸凡立水；
* o% V4 X/ d0 D3 k4 _0 [8 [- ]0 H% ], {, J8 X
3.2.3 变压器参数：
8 b- r* S* ]; [6 K; c. J- R
6 ~- m' w- ? a4 y9 B& H Q6 m' D; V, i
0 P0 m: A& t5 d" }0 }' t \3.2.4、变压器结构图：: G" L' N$ S* C" k4 w
* J) `0 g7 U& p5 E
04、性能测评, a- v: V* o8 @; L2 t4 Q
1 l$ s( k" _: v% `, H5 l# m- L3 c
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。
, x8 s9 I- _: X
% O* w) y+ `7 S# B4.1、输入特性：9 K9 F% Q; g$ W) e7 ~4 \& ]) x
5 A+ `; O8 ? O4 A% d8 N k/ p
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。5 z' @) W/ e+ x+ Z }. d* V9 L
# L0 z3 T' q! M+ a
表1待机功耗
2 k; h [4 F. U# u6 t: A# f: M3 P
+ B8 h+ W0 X" T8 Y+ D6 M5 [表2 输出100%负载下的输入特性! E. r1 o' t- l; ^( a0 u4 `3 B; |. ?
3 D' E, D2 T5 ]- b7 t! j
3 Y* `2 [; x0 l3 E0 ~) t
表3效率测试（PCB 端）
( @3 W) n& n( [: g, H9 ]5 H% i5 }) C/ v, p+ l, t
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）0 K& g; U5 ~3 t9 B; }2 ?
9 i( W/ l6 D% c4 p m3 j- i D表5能效等级评估（线端）
( v6 T' ?4 P2 Q0 d2 @- k' N* w& o _/ H
4.2、输出特性：# b+ y+ i& q, n, a, ?( G: J
0 \2 S: k. F) ~- i4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
% q; W! d, x( R. F3 P4 e: t3 a( p& [4 ? x: p) j3 i- C$ M7 M$ [. c% k# J
4.2.2、输出电压纹波：
4 C4 v) m) K! y
2 A( E5 o2 r! [, z$ I: L& b8 B5 T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。6 v* H* D+ t# Y$ r- @. U$ D/ H
$ ?: f6 F6 ^3 z, G2 ^2 @
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
" i4 k3 N$ @1 K" X' L1 @% d( Q
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load + @2 r; y, z$ j$ ], w- W* U
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
! g: {' p) v% U& I, i
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
) U: D2 j D, ~6 J2 Y4.3、保护功能：
- \! W# h; E& X8 D2 a$ R+ C
4 l" Q5 V, D4 N$ O以下涉及过流保护、短路保护的测试。% Q+ _, B) D( ?/ |
. S' L% }7 Y' ?4 p4.3.1、过流保护：
; O4 _, E. V2 C) q% }2 M* ~
2 K! D0 N) T2 W5 T9 h/ K4.3.2、短路保护：
7 q! M* Z) `2 d b- u( e
- @) s' f; s1 B" K功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
1 i& t& d4 q+ n5 F8 f
( y7 P F- d% G Q4.4、系统温升测试$ t9 f5 K$ S* S; a) U- l. w, z
5 A+ ^# Y0 g3 H9 n& y/ |5 z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。
" A7 l$ R% q* @9 `- l3 S5 L4 B; i% R/ A
测试样机及配套外壳
2 V9 G$ t, p# h4 N) V% K5 v3 \$ E
2 ~# E }' n' x( |4 t4.5、动态测试：
$ F% q& n3 U, Q K- o
9 h: S0 I0 L; E, x2 c, x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。
( P) i, M9 I5 x3 c# O. T3 h
8 a0 n) U+ t4 {$ H2 A5 f- M. q. k
AC100V 5ms
+ N* m6 I, k; _% K6 \
AC100V 10ms
7 y' x5 ?5 p) o2 R/ Z7 k0 I+ ]
AC240V 5ms
9 t2 c9 h& D7 R( ^0 R7 {) q- d+ e( d
AC240V 10ms
. l5 n% a A x( A9 D0 ?4.6、系统延时时间测试：
/ [" b# a0 K' S: \, x& K, @7 G6 y3 ^9 K
, X/ p/ e8 f$ c# C4 ?: c( g4 r5 y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
1 g' ]8 ]# G+ C9 v
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 S% P( z, A" a% g
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
9 h. Y2 |2 E2 i& X1 \0 I7 D
THOLD_UP @ AC240V，100% Load - V9 H) O; \* S/ \( s7 t+ h. C- s( @
4.7、其它重要波形测试：% y/ d) K( X+ j. g0 }
$ V. x! @& g6 J o2 J4 |, TDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
( B( n, M9 W+ p7 S& B- t# `: }0 [: f& q
AC90/60Hz，100% load " {6 h( _# g7 h# T1 W; I
AC115/60Hz，100% load & i5 ?9 H" V) L: K/ D
AC230/50Hz，100% Load
9 f* H; S6 A! @& D9 {6 B
AC264/50Hz，100% load
7 s% `9 v4 p0 E2 R- O3 Z {, t& Q其他波形测试8 }" ^# I7 r* w" Z. l$ @) K! z
$ e8 a2 `* Z# z" _5 ?% q2 Z
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
' S& K( A! d& n1 |, {4 i1 m
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
6 h& `( I1 B6 V05、EMI评估测试
( T# C4 B1 H6 n% {8 d( `/ y G% n: b5 c- Q7 H! z
测试条件：) \3 Z6 {" p) V- l
输入：AC115V/230V/50Hz；( X, F0 D [/ L! o8 z2 I0 K8 g
输出负载：使用大功率电阻；3 j$ H& D6 x& H, [7 l, N
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）) W p: \! k3 t4 O( n( S! d6 Z* T
AC115V/50Hz传导L相 % E9 k/ e8 \% P% `. T
AC115V/50Hz传导N相 4 r; J% r5 A" N& o! h$ Q; W/ Q
AC230V/50Hz传导L相
# B5 n' a! @! b5 u( S
AC230V/50Hz传导N相
2 q* N: f2 g" E" F( W0 }5 x1 r
AC115V/50Hz辐射测试 4 i& J" X! U% D3 Y, o! R8 F) E
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