本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 4 i# a; Y, }. U ?7 @4 l; ~
3 [/ d+ c0 {$ A. z2 I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。
% y4 D4 z. t' f2 K l
: j% ]! Y& r E! A' K: k; F9 k$ |01、样机介绍
+ M4 W! v; H& X- Q1 @2 {6 o y+ O# e) [( s" @& p& ?
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。
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& E! n' ]# H' j$ ?6 E
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
2 K) c4 K. I* TCR5269SSJ
* r" K m8 i! H- P* X# \9 D+ d# }: P Q. g* F. V1 v
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。4 B, @4 Z: Y& ^1 g3 l6 b; i
8 c' l0 E; C5 P
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。
/ D) o! W/ n, h. {; `: L: Q) |$ T, {' j# E# f1 J3 @
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 m Y9 ]6 W6 x& |5 s2 A! \) w/ x% q1 z, R
芯片特性* g/ z0 Z2 a4 w9 U& Y9 r8 n4 U4 F% D
! i3 b! U& ]4 n1 F
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关； R! z: P. ~ a, q
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；( x5 Q% F9 Q1 m1 L7 F0 x. r
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
- p+ ~: p% ]8 w$ {● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
' u2 y8 g) G+ G1 S) p● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”1 M9 {% V# j, |- E. L# }
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
9 o7 i2 P: U9 |: z● 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 \7 ^: @; S7 R
/ @9 e2 O8 ?5 n+ Y! e基本应用
4 k1 ]4 _; l& @3 n5 l: f; f$ T( I1 s/ ]4 q, [8 A
● 电源适配器
( g+ B# Y( I1 F( p7 x● 开放式电源4 N( n# b- U; i( f+ C* v' i
● 数码相机和摄像机电源
6 E5 P* ~3 t J3 r4 A● 电脑和服务器辅助电源
# w/ \# t& E+ ], o# |; q● 机顶盒电源
1 ^' T0 ~" N9 Q- o# X● 掌上电脑电源5 d% } x! C; M! J& I4 B( k$ h
5 p, m* c# N# u# F9 H2 a1 D
引脚分布
, j: C7 q6 Y- E& K5 e
5 f- x; q" Z6 J p. J* W! E5 d* x
1 ^/ z1 c! |; r9 c; p0 l2 a+ ^引脚描述
$ r, J0 T- t) Y V+ R# v' g
, V. n- m. J; I P, \7 K3 m3 `8 f- R9 l- G) V
典型应用( Z, S- h; P2 D+ K+ ~- K) p
0 H% @7 X4 [7 J# F8 L7 }" `
CR3017L芯片特性：
5 {+ ]; G% t( I. K: o
( E2 m! `( d2 j' s1 h; Y● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流' C: Z8 E9 T. L( v' ^9 V& r( L: h
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
1 Y8 g( X' p6 J+ g. B7 j. i: O: m$ e4 G● 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。& p- m3 `" V, [$ M3 v# U
% v$ S, f$ |% q+ X, t- B0 H8 P) Y
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。
6 U5 K* h6 C& M6 C5 Q0 |2 I, ~/ ~ G# j; j8 t0 e: u
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。9 W4 k) J/ D* A: i/ u( H6 C5 I1 l
w0 t% S3 O# V& C
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。
, h" s' c% e5 Y" y3 r7 b% A7 [# ~9 }
02、样机特性
5 `+ t' `, v. q5 Q, `; D* Q K/ F+ Y- f' e4 a
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。
4 k. {8 i3 ]/ p" P* Z; x6 k0 B, n! l' s( o
2.1、输入特性：
' I" H: O0 o Z; h3 _
( k k, ]7 g; r" L% }* l& W# F d- d' V" H' g7 s* f$ H" Q
2.2、输出特性(线端)：
, }6 h& O- z, j& [6 \! n' v) y% ~8 X
2.3、整机参数：( F1 ^9 E6 s, E3 n( g9 J) Z# @
2 `' a4 j; e( l) x# M- r
9 T6 [ `4 n' ^ I+ ^; x4 k2.4、保护功能测试：
D1 R" l$ g, b. _1 ]- H
$ G+ \+ B3 }" D" w2.5、工作环境：
1 Q! |; l4 ~& o8 O3 j/ x* n% z, o- N+ R3 H% P
2.6、测试仪器：7 N% b F9 _5 Z
# m `8 {: N8 }2 ?. [
03、样机结构信息
6 B$ z+ y) ? h/ Y. r% a6 K7 n" \. e4 H" l: N3 p+ V1 Y6 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。
6 V+ b2 D9 _) k1 H, J* `( Q. b/ M& r* S T# Q1 j
3.1、电路原理图及BOM：
5 F2 l* A+ p% r" N, m D3 c8 p- e- i8 L @: x% Z& P( @; [4 l( a9 G
3.1.1、原理图：( Q( O8 w; O/ L9 _: {
# R4 \3 `. U1 Q3.1.2、元器件清单：
2 O! Y6 y8 V% V+ C8 L, I% O' g8 }% W) G, h% b* P
: v2 R) p% |% d V
3.1.3、PCB 布局&布线：
- D/ N( x$ O3 f5 [& e% e
3 `3 E4 p' n {& t3 R
PCB 顶层布局 9 I! p9 B+ I1 m7 D8 N
PCB 底层布局&布线 - e9 K" U) b* }. X, Y; e3 W. g
3.2、变压器绕制工艺：( e2 L* S3 i9 ^% M6 o8 u
, ^& b Y7 T* C5 Y( F* o
3.2.1 电路示意图：! Y- e! w! {& `, @ R |4 G5 _
2 o% g) I6 a# X9 p
3.2.2、规格参数：
* Q! m J6 h) O- c6 X2 P( H- B, D& |; t* F. Y" f' g
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
+ e3 L3 U3 B6 V2 @* J: b% i& z2）材质：TDK PC40 或同等材质；
% a* \, s4 ~* _, N7 t$ i* y1 F3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
+ g6 u% \- w- I/ H4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
# U' W+ y. s5 B% J+ i5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；$ [9 a; [3 H' B) Y/ `
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
; f2 x% h% V$ \! `: w2 o" y7）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）)；, q7 X0 o4 N, m6 Q1 H5 A
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；- D5 G; X8 w' s2 m* O
9）成品要求:浸凡立水；
& B0 T6 ?3 q. l H& Y* h/ R, l( U- C7 c+ W. }2 d" E0 N
3.2.3 变压器参数：. n1 G& m r' S
* F& G+ {4 q- k- G) B
6 n+ J5 G7 k, J! V$ L$ f1 d5 w3.2.4、变压器结构图：* M7 D! A0 B4 |$ Y2 X
& s0 Y8 O/ D+ K* \/ R2 ^+ r* l1 B: V3 E04、性能测评) f0 z( Z' Q# G$ r8 \! \$ T
" e8 Y7 ]+ f. q/ Y9 Q; H* n b
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。
3 V, E F. n: w, r9 x
1 W8 c: p- y6 U4.1、输入特性：0 y+ [3 z' K3 u2 I6 _* _+ `4 ~8 F: i
2 {/ M3 s4 | f Z/ p0 u
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。: d; O5 I: K7 g; ~/ W
& y# O$ ^# L' q7 q' w" H+ j
表1待机功耗
/ K6 B: C* C) B0 Z/ u- j& T) B' v' S) h
表2 输出100%负载下的输入特性
8 T7 m7 G! p3 M! ?0 l# l- y1 b4 j. y
7 E5 @0 {7 W5 y8 r& y0 K
: x& g0 x6 K- t) g. c表3效率测试（PCB 端）
: ^ Z& g% k3 m2 \# N- { S) U( I/ K# ?" o( O( ~
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
& y; i: F! v1 w( Y* g1 }2 R6 U5 L! w
表5能效等级评估（线端）
9 }% C4 ^" o" i; m* J3 V" f0 d# e: K: h. j
4.2、输出特性：
$ E/ C4 q0 b* e7 j. {
2 U/ Z" E; |( \/ X4 n _4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
1 w- W6 f: {- I
+ `# ?% o9 m. B4 S' g3 A4.2.2、输出电压纹波：
/ K" b+ Z9 j& h7 h' s0 N$ U, b7 B/ n8 M5 x! n7 b7 o/ o
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。/ M% q) ^! |. g% P2 Q/ [- }6 Y: U# n
$ l. _, G V0 G( O2 k$ \' G/ E
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 5 H+ O5 R, A4 J e* M9 }
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 4 u ` r% H# P' }) W0 i* `
R&N @ AC264V/60Hz,No Load ( n3 |9 {* {# ~: J( \, E- W
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load - f0 _+ U5 v3 J0 F
4.3、保护功能：9 e4 w6 C1 _3 k8 E
) g0 K p2 l, k3 m9 v
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 H$ H# s$ I; ^& _+ R" `" h6 G$ H' N, u) v
4.3.1、过流保护：+ Y& y7 H3 ^$ \7 R3 h( _, _- u9 r; N
* Y* L, [ G2 D$ u( r1 C* E% D
4.3.2、短路保护：
. X' b6 T9 U! O( y( w v+ M1 b7 O7 E) m
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
# g1 q6 s6 @! h: H. Y% n: q* Z1 e4 t W9 y0 K( j- n# I N8 t1 g. }# r
4.4、系统温升测试# F5 |6 V5 M( }4 I# l+ p9 N
- H% s$ [, n* }
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。$ E' T( D Y# B$ @; R
$ k" k/ Q F/ ]0 e& u7 p
测试样机及配套外壳
4 }- J3 ~: v1 @* c" M% T) ~6 y: a. ~5 E9 _* c5 x
4.5、动态测试：8 b$ d7 S( T: L9 _( d
9 d- o& M" p* x9 Z; Q# B& ^8 H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。$ @, C5 g& `* B. n5 c7 e9 x' M" j
: S& n4 U; x& x
AC100V 5ms
) T1 Z( u$ A" e" d
AC100V 10ms 7 F- ]* l- M/ ^+ z
AC240V 5ms
! T6 T( `5 {+ x9 A" y7 W, U. r
AC240V 10ms
$ o9 v% o; y5 x( Q9 A4.6、系统延时时间测试：# |' w, U6 R3 N7 f; P
# X5 }' d2 x3 m2 H. p: ~, Z
1 S1 ~ @8 g# f& e4 B1 u
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 6 c- K* y+ t. j# {7 O- r! g
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ) \4 ~+ i. F# w$ F0 \6 s
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 3 @2 P8 H9 F/ |5 [( V5 o
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
' n7 i- Y" o7 J4.7、其它重要波形测试：. }6 A. u! j2 Z$ I( ^4 |
% j4 l1 U7 r! Z( X+ q. D
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：. d* F3 C1 H* O4 h1 u {
1 b1 m5 p1 }3 U, B
AC90/60Hz，100% load
3 \5 ?% R8 z" s
AC115/60Hz，100% load
9 F' N* ~& @/ p, @" }3 j
AC230/50Hz，100% Load
2 @' L+ j# v# C4 S
AC264/50Hz，100% load 0 j3 ]8 [/ Q1 g# ]3 U1 f1 `4 d: n5 Q
其他波形测试. }2 w5 }. j7 R I
7 c3 ?$ A5 \! V# e) w/ J6 U
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 3 i6 G% m' r( X d
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
* h! h) I3 o& c' I. e05、EMI评估测试
0 w3 G0 }4 b9 H5 r7 r% e% \- h& u9 [
测试条件：
' ~3 j' z4 C3 b" z' k% ^输入：AC115V/230V/50Hz；
3 v" w4 _ x) z! c, E9 r X输出负载：使用大功率电阻；! v7 t- C2 k* Y' g3 W1 p8 G
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）0 y) j* l$ c9 e
AC115V/50Hz传导L相 * ?" P" Q/ C. L* C- o% o
AC115V/50Hz传导N相
0 H, W/ v7 e9 [
AC230V/50Hz传导L相 $ b) j- S$ i+ ]2 B
AC230V/50Hz传导N相
9 B# S E8 |7 {& m# [
AC115V/50Hz辐射测试
) h! X( R2 r9 P. E F
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