本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
, K. o5 H% {3 M& A; D4 f4 R
5 C8 F8 q% @5 ]& |; T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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, ?# |3 O6 `6 s3 C/ T7 \01、样机介绍
0 p) l9 G& k/ c2 O; {
8 A+ K+ \' i6 n* G$ Z6 d7 d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。( h- F5 L: O- R4 z' s3 h
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
/ r' Z' V! J( p2 p2 w0 FCR5269SSJ ! |% A# D9 v! \3 J
. U: u L; v' L- ]5 lCR5269SSJ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。; x+ A: k4 U- e- d
( S( l2 Q9 w# _- p H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。
* N( ?' o( Y! m; f" G) }# G% F: _! V5 U9 s& N
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 L, a& S' A5 F9 u
1 Z" `$ o7 L1 v9 I( o2 N% p0 i) w) `芯片特性
, ~, D6 t7 u: Z6 h! R" Y' [8 T6 z
$ E1 b* K3 x2 C8 t● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；: G6 N( Y) p) G; Z' f) A! N5 j
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；: y* `7 M3 E8 J: ~7 [+ {! N3 x2 k
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；% G8 i7 l, g' Q# ^( c$ ?/ d
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
: n' S) F/ S( V& c/ v, S● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”, C a7 i4 z7 Y
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
; E- \. N* t3 W5 t: [5 ~& m● 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。. _" N3 X& k9 G1 a
# W' L7 L" u0 J
基本应用0 _. O" g% ~5 L1 E0 ?6 w
9 }. {; w" N0 C6 O8 B, H7 ~' I% h6 L● 电源适配器- X* R0 c7 \1 I3 R( D+ l
● 开放式电源
7 }' z! U% s* D. S3 u7 \2 y: J3 N● 数码相机和摄像机电源: r/ g, k2 A9 V; C7 ?& Y
● 电脑和服务器辅助电源# P2 n3 Q& Z9 ~4 Y, C: x
● 机顶盒电源
0 V1 O1 K n3 Q \2 G" q/ J1 w( f, C● 掌上电脑电源
+ z9 C" [; f7 q2 {$ _' p9 O: `9 |9 {3 D" X# X. h) o* H
引脚分布3 W! a, E" z' b" y( o
$ j; h9 Y+ {9 @$ ?! X, m- g# b' |2 Q
引脚描述
6 x9 |: Q# O8 s
0 J/ q" l8 I L3 u* b
4 E s+ L: |/ n& R) Y+ N典型应用: e' z( z' p3 H" d y! S
/ t4 Z$ i; \# `" Y, t: Y- r
CR3017L芯片特性：
) C. I" I r m8 R! }; b& O
. g% @+ Q: Y8 U; E● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
. _& e$ V3 c& r9 G& m& N● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
3 {: i9 K5 K( `9 \+ C● 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。. ?7 n% a, ?9 v% ~
1 }) H- f) J! ]' f) ?/ S3 a: a
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。
$ d T3 D/ ]( E2 Q4 f/ z1 D- A7 a' A1 v3 m
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。8 D: o x+ x4 L! y, |
% ~9 R1 j3 A2 |4 e& i
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。
5 l- U: e+ G0 a. n# Y% @9 A- Z% ?
# B+ T8 t0 f* j/ h. N02、样机特性
& I8 \& @- e" T; D, k; C, x+ z4 B, P2 L; U' Z; q5 o! t
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。
1 g' O7 J. R' T- S' \: V* \5 ]( b' U
, S% c. ] O! `5 x5 g2 y3 P2.1、输入特性：4 X4 k" Y7 a# \) M! q
0 @! I; J6 H: t" h- b2 m$ |" a2 }% s7 y3 X
2.2、输出特性(线端)：; Y: L1 g% p# N: Z- q( D5 {1 r" v1 ^7 g
1 J* B: M( A0 n
2.3、整机参数：4 [4 M) G$ q2 S; N
5 ^. Q, |4 U4 P& w p3 @. V$ \8 j+ z0 G7 C
2.4、保护功能测试：
6 P {$ d# i- _% c. }; A$ y$ r9 Q4 D8 N7 C% g5 ]5 }- T
2.5、工作环境：: h( f; m3 j1 `" J2 F; W$ D
9 f2 z f2 y' @' I
2.6、测试仪器：
, U! t4 _1 A# y' u# }. f# z0 q( g! S/ Q3 S& k4 `- }
03、样机结构信息
$ }, A! X" y/ K
1 y0 S% {/ u7 T* w2 `" c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。8 [1 u3 j% K. \. b( O
. u( f: P& {# j/ R- C" ~5 c5 M3.1、电路原理图及BOM：
5 G# k4 U7 v3 y( r: P9 j- o
% X5 \% o% d; J$ I3.1.1、原理图：6 J5 c5 U$ E" `0 {# Y4 A6 m1 n
0 k$ ^0 X8 b. J3.1.2、元器件清单：3 {$ y; A9 m) E' g! U! @
' r7 W/ J- k# C+ N! I: F) V. y+ ^, \, H1 n
3.1.3、PCB 布局&布线：
. W# t) ^% l W, E/ k7 N
C8 g3 t1 s" a: N; O# w4 v9 ?
PCB 顶层布局 ; w9 u& r8 x) z& r
PCB 底层布局&布线 ; H0 O x' Y% X
3.2、变压器绕制工艺：7 t3 w8 |7 @3 a A% @
, d3 W: ?# N8 M6 g3 t+ a# j" K3.2.1 电路示意图：( I8 a0 P9 s4 d/ }+ s
% U5 T/ L$ v% j
3.2.2、规格参数：+ @. j, R, B" W
) Y- c' l3 ?' z
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
# y5 Y: T- m( J+ c: L8 b6 w2）材质：TDK PC40 或同等材质；4 w' \) o/ I7 c9 M4 A/ D# {
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；, |- f$ [5 L P. s
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地) n1 X8 o" x7 N- E \' M
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& O' K- J8 y7 H/ j' F# R# G7 I2 ~; l6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；- r- B Z2 R+ B8 }6 {' }
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）)；# c" w+ f( D, `. l: E
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
2 X5 r4 ]+ }/ N' Z6 \+ \9）成品要求:浸凡立水；
! w3 d2 \* D( G6 N6 R
' _5 Y/ Z' P& \6 J* r3 e3.2.3 变压器参数：
5 e) @- ]; z: v# A
/ M4 p8 ]' m' W& {3 q
; t. Y. Q# h& N2 n) B3.2.4、变压器结构图：
" N- D- }5 f# s: e# k, v; _; F. h3 p; q1 D
04、性能测评( i7 A7 W4 d/ {- x) u* \2 A
! O m5 q M& `* o; G$ q' W
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。; u. p: O. L# K0 b+ M4 T5 Q4 I4 b& e
6 d/ w+ H# V7 k4.1、输入特性：
- ~$ N4 C2 J5 j7 P5 ]; K7 ?3 T& l; n v( y ^
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。0 y$ `; ?4 |! @! i. d% Z7 r
' j; R3 c: P) r, C2 n G! J& |表1待机功耗
* A8 M9 L+ X% \- F, D1 g4 T2 N: e/ Z
表2 输出100%负载下的输入特性
3 v' m! }; |3 R G! D2 ^" P$ s4 f# l {7 U
u) ]1 P) b$ V9 G2 e* |9 J
表3效率测试（PCB 端）6 w! q4 d t* T4 d1 }
, e7 N) r+ V8 P1 H9 D* i表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
1 h8 i# ^! V9 Y) w2 _" s3 ]: j, |* }4 R/ T# d: V* g8 @0 V6 w1 D) O
表5能效等级评估（线端）
& R- `, @; k4 F$ f" ~- G8 ?& x( J$ ]4 Y+ ?' S0 p( W, r
4.2、输出特性：
' H3 w0 D o) j+ a' `2 Y( N N+ {9 L' ?8 O- c
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
( r& `8 ]; ]' t' @# q! y7 q( x# c0 Q
4.2.2、输出电压纹波：
, j7 _% s6 v9 F
. m j% _4 o/ |3 S- k+ x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。& W' B/ h3 n: A1 v! ~" U& o! T
6 x. s7 o' S1 N f* D5 x
R&N @ AC100V/60Hz,No Load ' [5 s/ W, A# Z7 O$ a9 N
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load $ e: \. e" e: @
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
" \3 r. n! i; s/ F: X8 c, v
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
5 t! w4 i4 {2 U$ c4.3、保护功能：
/ _- T8 f( f! Q( O9 s' e" n: g/ F. c' q, w4 p) i# V
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
& @( S9 f9 G/ t/ |2 o6 i- \0 E5 o) @. b$ s" s. n( n
4.3.1、过流保护：: z' u9 ?1 {6 S9 n3 x6 _5 { P
3 c" s3 i' \! u" i% E. l; Y
4.3.2、短路保护：
& ~! L4 u5 d5 P K
- C& r" p4 O, j% w$ p0 g功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
$ ~$ L9 ]- l! t4 f; E, E4 m6 e7 D- U- y1 S# E
4.4、系统温升测试" a0 R( N" a4 J, w( F9 c5 D8 G# \
" A" B& v1 R3 Q% f0 }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。, z8 N- p3 |1 i, A$ Y. J) {
, T, B% E; }1 O. |+ A
测试样机及配套外壳
) L3 w2 f, Y* V' [" I
+ [/ }0 }# G; Q4 n4.5、动态测试：% d' v, o; A7 x" F" A" n
: r/ k: X6 M3 V, J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。
4 y0 l/ Z# ?6 _6 \/ i! i
" i, h# O' e, i8 M ]
AC100V 5ms ) X5 o7 P$ B* s( t( p0 f/ _0 C7 s1 t
AC100V 10ms 8 q7 C; ^& h; [7 M% Q; ^
AC240V 5ms
$ F: Z+ b4 ~- n- I) X j3 T
AC240V 10ms
5 ]- Q- r3 C+ F: g. g9 c5 I4.6、系统延时时间测试：* d) a+ s$ m2 s
! }" n& W4 M; X1 [9 |3 V) m8 E6 m
2 P; j. g9 l: t, S( U" F
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ( `1 E% L0 P7 l$ `
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 J! S. G2 R, g" p
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ( h4 j4 Z3 v9 c. `7 Y* R. c
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
. C- J S1 _* `" X5 _- x4.7、其它重要波形测试：
$ X. s% N: C6 C1 u4 x2 U# R
3 w# ]0 R: a6 i3 F1 w% N' WDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
* O4 m9 Z- g$ g$ O9 a
. o" v) g- a6 f I' j( j) _
AC90/60Hz，100% load
' ?8 f* ^& C) T2 M! K2 S; e% C$ J
AC115/60Hz，100% load
T% W* l. j6 ~; C9 u$ n* K
AC230/50Hz，100% Load
( m9 U/ W4 p+ Y8 j( D4 x: u
AC264/50Hz，100% load
! f0 V( g6 M; e/ q% K3 k其他波形测试 j. T3 s n! ^5 H
4 `& \/ b$ ~. @( S9 o
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
# g8 y: M- Z# A( w7 g' A. U
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 3 Q* U1 L# V# k' \. A
05、EMI评估测试
7 l$ H8 \; a2 v! g f5 M. C8 b% I; M" f" A
测试条件：) ~" |8 R$ }4 L" j3 _9 c9 b9 {
输入：AC115V/230V/50Hz；
- D. H/ c5 Z7 H& F# [9 X6 v输出负载：使用大功率电阻；
, _, `* e: u4 q. M. G* `! n限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）( b p, B+ Q7 Q. K) p2 E& o0 Q
AC115V/50Hz传导L相
, L& I3 M4 T9 j* z, I
AC115V/50Hz传导N相
, j2 j' U& k* e8 ~% J6 o
AC230V/50Hz传导L相
" M. J, {6 A& ~7 v% G- p3 \
AC230V/50Hz传导N相 6 n7 p/ Y5 d0 \4 Q
AC115V/50Hz辐射测试
2 L+ m; u/ T" }. J: p; M
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