本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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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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01、样机介绍
; K- }" y- g5 ^- |' O
7 K& H: ~* k5 d4 m! @+ {, j, l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。
, [; \4 K; c. ^( H: B; a) B
t8 v- A8 q* u( d. X6 j7 ^% {
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
8 \/ [/ A7 y+ }# uCR5269SSJ 9 ^# u$ V+ p& T8 V, P% a1 y' u
) c' s" v% @$ V! b( \! i' r
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。
; R; W, x. `" n
2 t# l: I* [4 v9 y; M3 N" Z# ]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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5 R4 E$ X l* tCR5269SSJ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 V( S, }4 D0 R7 V4 h1 i# F* Z) g% W: ?4 W3 Z% v
芯片特性& ^( A6 B. q( \$ t
" f) [# w v, V% B M" B5 d6 m' ~
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
/ L1 E1 ]6 L5 V4 O& b$ c● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
$ S% m$ g8 ?& } e; [1 R● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；0 y9 A4 S* v' }* n
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；; w" y R4 C/ r; J
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
9 {2 [, N; y/ H% ]) G8 V● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
' {1 m/ f4 C" m/ x- P3 g" n- C● 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。( A4 E' Q) y$ a" g5 ?1 D/ o$ d
6 n; Y% U% n& r
基本应用
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● 电源适配器
, h: p3 d* X/ o; N; {/ q* l7 h● 开放式电源* C" q2 k& I. g! Q* G' I4 {
● 数码相机和摄像机电源$ h+ Q2 |* Z n+ J# M+ D1 U! r
● 电脑和服务器辅助电源
6 p) v" n( n' ~3 k! n. M; C# f● 机顶盒电源( G9 O6 E7 O6 }- p! L
● 掌上电脑电源( Y" S9 v! t* h! f' b
+ r$ j: E! M! }; N! b9 m8 C( S; ]
引脚分布
# R% ]" g3 U r1 c8 u& v
9 ] p! Z( S+ [* p% @4 ?: O; S, l) N- r4 B n* E6 y7 s. a9 P9 z+ \
引脚描述0 `2 [( a9 z5 H7 Z. I* W" d
9 A* Q- B8 [ C) Z$ K/ R" C% U0 F I' n
典型应用
' N, ]* t9 U5 R/ J( U! h5 Q5 P! O; ?( N# o5 [) p
CR3017L芯片特性：; S' L+ J- t' B# K, \9 z. }
1 M0 M2 D" Q( Q0 z8 }2 V3 x" F3 w● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
$ e+ |) D2 h' x7 R- G6 v% x● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
, J' T: L7 E6 _5 S; |. K; N* 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。
] S1 N: V3 v3 ?/ l4 Y" ?2 ]+ ^! z0 P- G; ~3 N9 [
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。' H5 d: b# f$ l5 P" h8 G
. A. ]6 D, T' 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。
& a0 W' _& B1 o4 g1 }1 c
0 i$ [3 E L4 E- Q3 O. Z# b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。" O8 L/ D, q/ q4 b
: m1 d' j! [* q8 O2 U02、样机特性9 ?+ [# q+ ~8 k- u6 I3 F/ U! d
! Y) `1 _' G* t" _/ m, P
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。
0 e, s$ g2 w; m& I% O$ k- ?1 D/ D/ [+ w0 w5 Y/ I
2.1、输入特性：
# B' o' m* l) h2 V, B0 Q0 L4 w3 }
- m! F: V* L$ o, F& o( L' \6 @* m5 S% j- q
2.2、输出特性(线端)：3 a* [: Y$ z8 W# B d _
! D/ F' c" r2 I* H2 N
2.3、整机参数：0 i, g Q7 ^2 O; S* C( l
: A& _! t% D# z" ^1 T' k
% a/ N& k: R3 D' m7 d/ s: Y! V2.4、保护功能测试：, X- Z% @) M/ o' v9 g7 |0 ?7 v
) q& r, q4 s1 q2 I
2.5、工作环境：; \; Y$ \9 x3 J1 N
/ o5 [( _6 s1 \$ r/ s3 A2.6、测试仪器：( Y0 b3 a% w+ r, s/ t
$ A+ v) m/ ]3 B9 `+ H* a03、样机结构信息
' Y+ B' H" p( a$ Y9 f; v
4 B% S- Q% J5 Y' ] M) V5 \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。! L) X: J: n7 v W
0 y3 S7 n1 s6 h% ^8 e3 v# } a
3.1、电路原理图及BOM：. Q& L3 n1 @5 c. D# O% U% m
5 l. P( r7 t1 y+ \7 n1 `% O
3.1.1、原理图：
6 b% N- C* N. b y
7 W4 L7 t+ {) ]+ i6 u; R0 k3.1.2、元器件清单：$ S: X' q+ N' H2 r+ Y& _
1 z9 A& B& W5 d: R# D& M
' Y1 L0 b2 \7 n3 O3.1.3、PCB 布局&布线：
4 [9 j( d( C# X; y) ]3 \
% ?3 f& s- [7 ?# x
PCB 顶层布局
' G h1 u5 [5 o; ~' y8 T: z7 V
PCB 底层布局&布线
( V5 c8 x* P+ T3.2、变压器绕制工艺：
' R* o& i. M' N3 I4 K( L* @
+ m2 ]" y8 @ }/ J7 x; s$ k# x3.2.1 电路示意图：6 ?" z3 G% q1 B S# L
1 r( A* |0 {0 l+ W3 E& w
3.2.2、规格参数：
. O4 _9 e- f% I9 [8 V1 n: ~( E
# A! S5 W5 W3 J3 |$ ~1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
2 w3 J% l3 _+ G& @2）材质：TDK PC40 或同等材质；
^& x; E& x; m# v( ^6 E- ~6 n3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；' ?( s0 V6 e7 Y! h" _
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
" d+ h+ f: f+ k& a H3 Z9 ]5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
, ?3 q2 b0 P3 P, r$ B# I6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
( c0 b, w; E9 O" R# B& z7）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）)；
" k' \6 R6 M6 I4 S7 A$ e8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min； Z& T! N1 d3 r, l
9）成品要求:浸凡立水；
" N' X) d7 f- }- B8 u$ Z( t$ N, Z$ {; ]6 \- y ?1 K) B4 M
3.2.3 变压器参数：0 l" ^1 b8 b8 Y' I
7 e! h, v/ }0 J# h
$ F4 U" V. }# J7 f6 o: ~ R0 n3.2.4、变压器结构图：
# z T1 p2 s, C9 F9 U5 s& X. A6 p2 J& T# `
04、性能测评% B( R( t, i. k8 w9 i7 @2 |( a ?' Y
1 P0 R4 j( _ }" 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。
& v0 g2 E/ A2 }8 V, f1 p6 M- w* y" O. G) q* B
4.1、输入特性：
" s8 b( E! g4 U5 [4 j1 |- v! G x7 g- H% |4 r
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。
, i9 ~5 P$ h8 H: d% k2 u! M: P
/ v7 h3 s0 o, }1 o) M表1待机功耗0 x( s( k* h: U( @9 C1 S
% a0 C2 q, U) f* r& k ]表2 输出100%负载下的输入特性9 V0 F$ ^% p/ T; V0 P
& `6 O& t( Y2 \
5 x6 L& m! \9 I$ [! s% B( J; ~7 p表3效率测试（PCB 端）$ K' k+ U6 _+ [# Q
" S7 _6 Q1 p/ N' d" l# J
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）8 G: U1 T: y5 [ S# V. `( \1 n6 D. b0 V
/ u4 m) N8 w! @( m; ^! _表5能效等级评估（线端）2 d. p0 @* L- z% d& W2 L
; e9 f O3 w) X4.2、输出特性：5 h. f! U3 E, P
! P; h5 F; y! X9 b" _( k, }
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
- l, u, B" c1 U; ~6 L) p: i1 m1 F, i* \+ \1 U. l5 b
4.2.2、输出电压纹波：+ N4 ?0 i# G8 p3 D& ?& q1 o0 u# r' {
0 Z p5 z1 V5 Z* D* C% H2 F( 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。
1 k2 e/ M9 u& m I& o- n
' T) q0 w8 U; |; K2 e) W
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
3 ]) t7 ^! S9 S6 Y1 I6 o; ]' G
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
" M) n+ F5 k, |) M8 a4 l* u9 | K- k
R&N @ AC264V/60Hz,No Load $ X, X' C5 C) b# B1 f1 Z/ H6 k) J9 l
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
/ v+ Z$ M# M/ D- R U! i* o4.3、保护功能：; b; L! n S! J& T/ @
# s/ d: V; V) c, G6 ? s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。* W& J1 r' ]4 {9 O9 O- `% t
9 Z) X# C' P3 O3 {9 L& \/ i7 N
4.3.1、过流保护：! [- W+ m& {. }( ], K3 H, K6 e
( f+ W5 x$ p0 c& T h: x! [
4.3.2、短路保护：
. d1 R, ~/ ?* X+ z
: f& F* }) |5 o; C7 X. D7 }功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。4 X$ B- `8 R. R! t- K; N) e
6 x/ |3 d* ~: B
4.4、系统温升测试- E) `6 M5 Y" I5 N9 D) U
# | j# g7 J% [' n+ q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。
4 m- S! N% x( N% ~/ h' ^) W; u. P+ _; S5 v+ ^0 w! U* ?# s" J
测试样机及配套外壳
" Y0 I8 J7 {: q$ E0 q% x$ }1 a
; U2 s G) P$ X9 H( }/ O/ [8 o4.5、动态测试：* W4 ]0 z% g* i# z
" q Z; [" _# I; U4 f: 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。2 a* O) S$ r# W: I, Q' l
9 F2 H! ?! U9 l1 I. b
AC100V 5ms
' \ Y, S8 e& @3 f6 J, U
AC100V 10ms , B% Y2 s, D6 `: d
AC240V 5ms ; i! d: p( ~6 L: } }
AC240V 10ms
$ c& k- ]$ B- t) {/ |) r9 v4.6、系统延时时间测试：( H* l( T4 }( \9 |9 q* m0 g+ V
6 q# h. D3 U4 G4 q
: ?4 { x& ?9 ~0 _
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
9 k" a6 h' v b% r$ u$ g
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ( q$ v6 w- s& m/ u$ x& M, L
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 5 K* D6 a* s' V0 ? z; `
THOLD_UP @ AC240V，100% Load # D+ e: f4 R1 c2 I8 U
4.7、其它重要波形测试：: b- F; p7 }3 k- A$ H" G' c8 b
& m9 j/ I( A/ dDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
$ | q' Y, D" T
- w# R1 {- N: z: N0 Q, H' }$ k, ^" x" u
AC90/60Hz，100% load
7 M% i+ Q, b' J. y. k; `
AC115/60Hz，100% load ) E0 k: ~! Z/ X
AC230/50Hz，100% Load : ~: L( g! H, d% I. h; e( Q# _, S
AC264/50Hz，100% load
4 v' e3 r1 E2 ?/ q0 G; {: f其他波形测试: I* K: i1 P! v
7 ]& ]/ O) k5 w6 X% n( Z
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
. v4 c5 p4 \& |& a4 Q! }& }! r
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 8 ^. s* G# y; a
05、EMI评估测试4 M" }9 E* n3 v3 L% R9 O4 w! ^
. e, w5 z/ N$ _1 B& \" E$ N
测试条件：
% t7 ^' ^3 _8 B+ V输入：AC115V/230V/50Hz；% V R5 z& Y0 O. H4 @/ e
输出负载：使用大功率电阻；
$ H8 h% G- B3 [8 `5 G5 a7 W: Z8 b限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）9 F4 E4 v) S. n9 f
AC115V/50Hz传导L相 8 J0 w( x, _/ ?. u q% c6 ^! V$ `
AC115V/50Hz传导N相 1 c1 O- \& \5 W2 O% }* d5 H
AC230V/50Hz传导L相
: E' H4 i9 @+ B$ N
AC230V/50Hz传导N相 3 {- w" P7 F- W R2 h+ {# Q
AC115V/50Hz辐射测试
; `$ {! O+ ~1 q. P9 B. m# J8 c9 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