本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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8 d$ G6 C! H6 }6 z" J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。
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! `. S) C, |$ i/ a9 P( I2 a. C01、样机介绍
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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。) ?- y9 I- W3 `: L. B
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
( R( B& I0 C/ c( ^CR5269SSJ
8 ?6 L, {2 g; @) Z% A7 j6 D' w2 W, U) C& f: Q
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。3 s0 a) O4 k d4 e$ ?
8 v L" ~; @1 n: b/ |6 [+ D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。
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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。9 j6 f! h- L/ Y- q
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芯片特性
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● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；. A% h* r3 \* h
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
: U, W0 D; U8 z6 B! I● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; x% z' W) Y/ Z% _8 R* ]3 U6 U● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
# d- m* c+ h2 m4 x4 E( a● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”& e: a- s l2 d/ G7 K) M
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；2 e! g' p$ e- e$ E# L* ?
● 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。
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基本应用( n C. W' ~2 t$ A! o# d3 Q; r
: r/ m$ Y0 {& y' j; Q- h0 q● 电源适配器
$ Q) u1 i! R, w9 y7 i, L' b7 W2 g● 开放式电源8 w1 w- E9 _" q
● 数码相机和摄像机电源, j q% G+ |7 _7 N" L7 Q
● 电脑和服务器辅助电源
5 X5 M9 i) B0 _* E' g8 `! _● 机顶盒电源
[! E5 M- w z3 i● 掌上电脑电源
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引脚分布, A0 R$ V2 ?" k5 @. z s8 p0 l
9 B: S. D u. }6 L2 ?# G$ F2 F& U1 }/ c, i5 ]" N$ }+ y
引脚描述/ u- `- \1 Z, Y8 a2 r- y4 R
2 f- A- L' w4 n$ W
9 e. N: q* L" X+ @. P! b" }4 g
典型应用
& D `* Z0 b" V& |: g. R, G- B1 d6 T3 |, k% B" `8 v
CR3017L芯片特性：
1 y! b; v9 h: P# @
+ V5 y- Y. S3 \6 L; W3 D; W● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
- d, k; K4 _) T) O" Y● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。# d/ \( G, x# w7 _
● 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。
: j. ^. A8 _6 T5 s5 r+ [- ?5 [- `- N* ~7 q7 x
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。, W, ?3 c' h' G+ U. s5 x8 l- K/ O
- n, w& e8 o2 o; T$ a, }: H: G d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。
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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。0 M2 Q! R5 V" D8 K
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02、样机特性; N, L6 P2 `) N3 N# v' v, `0 [
% i# L: g6 i, s$ O0 q+ J# D" N8 f7 A" w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。
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) l7 E3 I ^3 j6 _3 z6 e. T2.1、输入特性：
0 y3 x5 f% `: f
' D* N5 G) C% ?. V/ d3 E) G) P" o* c; ~6 U. b9 j4 P! y6 I8 e8 B
2.2、输出特性(线端)：! F) n; E5 d8 i! p# T+ K/ V
: v! n- `9 K: v; N" g/ x+ ~2.3、整机参数：0 X: J: M* o8 `. E* _ i2 K1 B
4 h7 C' f+ C' r7 e0 R; s
+ t- |! t5 s6 O# O8 m4 r% n
2.4、保护功能测试：, i5 H5 c0 i: K/ V6 y0 C7 w
6 ?% i2 y! J3 J8 `2 F w
2.5、工作环境：' [3 w# ^6 r% }0 e/ D
! H* |- g# i1 s2 }2.6、测试仪器：; F. L* y( f! G( K! g7 R
5 R4 _/ H. y" v03、样机结构信息
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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。4 x, u( H6 q& F% X) G
* ]2 y1 F% i; J! s$ h3.1、电路原理图及BOM：, U4 z# X2 ^$ D3 d( f. u* h
5 [5 N- r& o7 I b% @# Z. r% x5 H3.1.1、原理图：, h: G6 |: X2 ~) C
: O9 z2 x# q3 Z2 U; z3.1.2、元器件清单：
. }' a5 {' f# N7 L" J* n; q
2 L; s( b7 u# H# M; Y8 Q; x2 w
1 i S. I# C0 W9 r8 k3.1.3、PCB 布局&布线：
* ^& B; M9 k ]) X7 R
, ]/ y* W* Z% T+ |
PCB 顶层布局 6 N. e7 @- J7 G# E0 i2 V: K/ W
PCB 底层布局&布线 : @) |' y" G: o% U- p0 w, |# N
3.2、变压器绕制工艺：
3 F7 h3 X+ y$ u0 o3 C1 ^0 F' S
# e; i7 [0 q& `/ n' `( y3.2.1 电路示意图：
0 X0 ?% S+ C* X! w. B7 m+ m: H% e0 D1 C9 I
3.2.2、规格参数：* o2 E \, h- [
: b1 @: e. ^. b# S- v1 H
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
" g7 o- C( D3 _2）材质：TDK PC40 或同等材质；
; `& p$ }% L N+ }3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；) _. X: {9 K( C7 O, s
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地5 f+ g( {& J* S4 c. A; k
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
E* F+ P- m7 f, S, ]6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；0 l5 W5 d/ _, n2 ?
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）)；7 P1 A" q( \& b
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
+ O, m; X. v/ _: ^9）成品要求:浸凡立水；
- B3 H& _) X5 R1 a. _
6 l) c. z9 ~$ x" \1 k/ ?3.2.3 变压器参数：7 D8 M& [& \/ x- `7 h) U0 [+ s- b$ a
( H. B% `/ a& m' k& E% H( Q. _' Y' @7 o" V7 T7 s
3.2.4、变压器结构图：0 [# S2 M. x. W$ L* F S1 v
4 x4 s& U0 R% E4 I7 U
04、性能测评% l' S4 }/ N5 x$ [' u# i1 L
, R" h+ @3 ~+ a8 W+ F% q& 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。
9 {( ~2 _7 V O) @8 A A, @
& r( J1 i( Z2 l w4.1、输入特性：; z* C2 C: @0 V8 B: u
' Q2 U$ Y# D0 p6 R4 w' q7 t
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。
: R. ?- j' C( R+ N$ W6 R5 V: I# h6 x2 d
表1待机功耗& F+ ?. q, |- J
; [# g& ~. `; u% z! }
表2 输出100%负载下的输入特性: `) ^5 G5 q5 Z* E. I
" w1 a9 n% | Z# P: L8 A0 H( G3 O+ v8 D7 W7 X, J% B9 X+ G
表3效率测试（PCB 端）
. q: q+ T! L* _3 |3 o$ N7 a, w
8 F$ C; A4 ~: a表4效率测试（20AWG 1.6m线端）: M0 f, c' e5 a/ s3 E% D' S
* D2 W! q( f$ Z h" U表5能效等级评估（线端）
/ J% ?- j; {. r/ ~2 ^+ Q% _1 E9 [
4.2、输出特性：& P* U- O# @% _4 W. V: ~
0 }& f& `* X* o. B+ {4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
' K z, A( g+ [$ j5 N g: s6 H
4.2.2、输出电压纹波：/ T5 b2 u: L* Z, U
5 @ t1 m/ U3 x3 J
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。, r1 I( y. V! u# [' n, H- S
' j( P. O7 R; f/ W1 S. i5 e
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
) C# R2 {9 S/ ]
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
* l( q' l3 r& T' |5 V
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 9 L/ d& o) L( w! I- N
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load b3 q' z0 A9 x1 q# g3 s
4.3、保护功能：8 o' w! Y' ]6 O s- l' J8 a
: l' T r' v4 |0 p# V) z6 N; t以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ [! ~' Y* s. ^) I8 a" @) ?. a
# p8 B$ @6 f4 ~9 j% G- p6 p4.3.1、过流保护：3 t+ T9 J2 o5 J8 ^) S6 \8 G
8 t& Y u! _4 z9 g, W* ?/ h& ^$ c4.3.2、短路保护：' A) p- b5 Q s# \$ @' v' ~
1 b- e: y1 o# v$ Z. D6 S- w7 |1 U
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
8 D) t" c# V# i/ q6 t& w/ a, V. h) d3 Y9 A( ~' x2 A
4.4、系统温升测试
2 D4 s/ R2 c* f8 I8 ?0 n" g. p9 n( S1 I, k
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。
/ A. Q/ e- M2 G$ ]
0 h% }6 H) j$ D4 \. |4 f$ a
测试样机及配套外壳
" A% E( E9 J) }9 e0 k
+ P) L! R0 i/ c3 X& L k4.5、动态测试：: d) ^' F# F. F6 R/ O1 }0 y' a2 W
) N; {% h' w) B0 ^: |2 K- p
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 k' _3 ], X
- C D! E* |# P1 S
AC100V 5ms
* k p# a+ k$ p5 \
AC100V 10ms
) o2 Q& v# E( @! u
AC240V 5ms
: m- \4 q6 R, D
AC240V 10ms 0 H& v+ { f# G
4.6、系统延时时间测试：
1 `* [# ~" g; L. v( u
7 a+ s- N" b* x; v. f9 Z
6 P+ r% N( u9 b: N
TON_DELAY @ AC100V，100% Load & O) z+ \$ s7 p A, L' ~6 J
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
/ h2 J/ e3 M7 ~5 @ m4 D
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
( r( h, l! H$ W
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
$ v0 x% M2 R: q, p) k2 P& c3 |4.7、其它重要波形测试：
8 K* ^# M) U. Q1 p* ]1 R, C2 k/ e9 y# R# W" C" R& p
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
' v6 V" h' ]8 C$ M; K2 ?' C' ?) [3 P, s& v7 U) o4 t) K" S7 H
AC90/60Hz，100% load ( p6 E) a' S! E
AC115/60Hz，100% load
2 D6 |" O) Q6 d
AC230/50Hz，100% Load 2 e0 G! _: ]* @# O
AC264/50Hz，100% load 1 Y! i' L$ l: N/ ]- X0 f( ]* h) S
其他波形测试
9 A# X, l% T- I* Z- s) d9 u) o+ R6 s) [7 H
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
% A4 r' _: c8 T% L8 @0 C
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
# A2 G8 P4 [5 Q05、EMI评估测试
" B a0 \. W2 n) p, V. E9 P0 u
8 G# h+ m- r" u* m% e" `测试条件：# U3 V; g* e; t2 i$ l
输入：AC115V/230V/50Hz；& c* s' |# c+ p) h$ s7 M2 I
输出负载：使用大功率电阻；
1 z# q. `9 u4 T2 L限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
+ p; M( z5 n2 E" R/ e8 y& [
AC115V/50Hz传导L相
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AC115V/50Hz传导N相
0 P) W% C; }1 H9 z4 v
AC230V/50Hz传导L相 : V8 n2 G# e# y0 u8 y# [* j
AC230V/50Hz传导N相
& i1 X4 x+ q+ h5 ^
AC115V/50Hz辐射测试
$ v3 o7 c- n J# W$ _
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