本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 , S1 O5 S% r1 S. g: z( f/ ~
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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
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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。
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" V$ q0 }5 g0 f, ~, \
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
/ ~, ?& H) |5 t' gCR5269SSJ
8 N+ A6 A: \. n6 K& t
# ], \% j) d; X8 rCR5269SSJ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. r8 e5 H k
8 W- h; X! H. C7 M' Y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。8 }- _# g: d+ A, N" d m' Q
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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。0 g9 t; w% }+ w: m9 S; c. c
6 Z/ i7 P, {& T2 c) F
芯片特性. P% G: |) r+ F* y B4 `
5 n1 a' Q4 ^9 `* x/ ^' H
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
+ _2 t" K5 F) V6 V( t2 }● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 r5 |0 W3 ]; q4 O9 G
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；* J# b& s( ^; \& i- `5 D
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
; T, |, q& b) c* p+ R● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”% w$ F$ @$ H; b9 X6 |7 D& v
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
$ b/ I- O. J) b) _6 U/ y● 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。7 N& ?8 V* P3 D" E
" a. w! E- H2 A. g$ a$ W9 _% {/ N
基本应用- C+ B a6 U7 F7 v6 ^) E4 r: ]
n8 N d/ E, q
● 电源适配器
2 h; Z# S) c! q4 ~2 z) p9 U● 开放式电源
! _* @, B4 q/ O5 X1 U, k9 T$ T' o● 数码相机和摄像机电源
' D; H3 s$ S0 c9 E1 u● 电脑和服务器辅助电源& b4 Y' w S5 ] m# P$ x9 L. M( V6 I
● 机顶盒电源
5 k9 B) N6 i# D5 z2 h● 掌上电脑电源
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" V/ W( j8 Z5 ~! u引脚分布& E% W/ U- I% X! g# V
; e9 L" \& ~1 ~. t
1 M5 C0 M! k# T! `+ m/ l% @4 x引脚描述
7 K7 @' c* n8 ~$ m6 T
: Q! P7 i" o: ^2 }( U, b; F% g: D. r8 M3 v" r% E
典型应用% Y' T4 F6 P0 b3 s9 c
3 S7 T1 l9 X& O) r0 h* g" K3 B" Y
CR3017L芯片特性：
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% v: [8 Z- C" S2 q! W$ F! b* G● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
# N) v. \3 B6 {, O. k1 @2 {) T● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。4 l( _3 Z# n) {: y1 S q. C! I
● 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。* }! o0 c& h& j$ w8 ? j
6 \' W5 y& g( N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。
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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。$ s' p" a% v( d
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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。
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- Q7 d- O# E- d! Y02、样机特性# D6 }) y' }/ N0 n! r) C% u
2 N) G" N2 T. ~, G' s
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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2.1、输入特性：+ Q! E/ _/ S, L5 ]' d; Q+ r
2 }* s: H {, T' x0 H/ h7 f) x# e. I6 j5 V! b8 P/ H, s
2.2、输出特性(线端)：
: ?& {8 D% L& q
6 I, u$ N. F& {! a( _& Z2.3、整机参数：
. y' ?- @5 c7 l$ P# r o7 f I" R- x7 ^# u6 U2 l7 j
7 @1 |5 e# }' E2 e& G
2.4、保护功能测试：
0 M; E, L" m" }; ]0 w/ _3 r
5 q3 @0 W8 k: F, L. h7 [/ u+ ]: a2.5、工作环境：1 W W9 @5 d+ h5 j2 |, j2 M* b
4 q( e7 M0 X" d8 p
2.6、测试仪器：
+ l1 W3 o- X7 B9 {0 H# q: n5 |
2 H' T6 G0 b$ M, L, _. X03、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。
: n" x; T' ], ]& a' Y
# y2 s z, ~/ [8 m3.1、电路原理图及BOM：& b/ f0 \5 i1 C
' w o0 m# K: j% G3.1.1、原理图：8 }* R _$ D" G( O }) S
0 `2 h) |) Z' }- Y" z$ S0 O" C5 c3.1.2、元器件清单：
# _$ a3 h6 q/ ~: Q5 ^( j
, \/ s. X( o- D8 G# y0 m0 l: `$ q( U) T. b, V- t: J
3.1.3、PCB 布局&布线：
1 o$ V$ H6 e4 b: e8 M5 |0 r& l, P- O: d! f
PCB 顶层布局
8 l. L1 R) a0 L1 j3 y
PCB 底层布局&布线 % I+ ^1 V: r# C: `6 n8 j
3.2、变压器绕制工艺：; |) B6 T3 j9 F2 X: Y
! V, W" R" Q" B$ e1 K6 f$ e& \
3.2.1 电路示意图：
E2 `9 U- A: `. q/ u$ S/ d6 a0 v' ~' | P9 @) P
3.2.2、规格参数：
# T+ u/ T" ]" \" P0 t! @! o- M3 L+ p" _% h% s: \; c% X
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
& C# ~( s7 t: Y! y% Y2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! e+ b7 K, ?& `8 d. r" z* N0 K3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
5 G' G$ J5 V5 K. a$ Q% B+ O4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地6 v0 l' E2 {5 v7 X
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；/ ~: P9 O' v% ~( o) m
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）； f. w7 U% T+ B S9 W% S! n
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）)；
3 W3 k0 V$ T8 b1 ?5 | b4 q8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
: {, g, {$ w a+ E. A' q0 S9）成品要求:浸凡立水；/ k9 M& B: E Z
8 _; R- X' N" a7 F
3.2.3 变压器参数：; B6 n8 `' v; \& V' _2 j
% B, j$ F: X3 G7 n7 s
6 n) p" M9 v7 l* ]: v1 A) h3.2.4、变压器结构图：
D/ Y! z' k+ B: w; W& R5 n
0 f2 C; i5 W- _- O4 k- K04、性能测评2 J2 v! d8 t9 I9 [3 T; |
: w3 f3 A8 r# r$ Q+ m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。4 }: d0 |! [& x( t
" f# k1 }% E1 g% c& d
4.1、输入特性：+ R& b% v P, o: t
1 ^3 S3 C3 I, ?2 M
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。
( ?1 I3 R! g9 H8 r" d" O7 X- m8 Z% Q: b- `) ^# G, Z/ |; R: R7 Q( p1 S
表1待机功耗
5 i4 M( s p8 S( {
3 w& X6 U$ J0 S5 ]表2 输出100%负载下的输入特性
: }8 o$ k" V- g; d/ D& \. M
, {1 \ n# o. x5 R- [6 T2 t# V* t9 \! a. X5 R
表3效率测试（PCB 端）1 n+ }" c: s/ I3 q
. e2 _) H: A1 W0 M2 i T表4效率测试（20AWG 1.6m线端）1 [1 Y. j' B: Z
& c1 F5 s$ F0 S5 l' ^1 R8 M表5能效等级评估（线端）
1 P* ^4 g+ Q% _$ q4 i8 d, y, n3 V3 `, m% \; c/ m+ J0 d
4.2、输出特性：# k, d4 Y& p' r+ B( V& y
/ o* _4 E% W, j! S9 j
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）. u5 f/ _! L3 t. ]4 T* {) Z. d
0 W# y& ^( r& |1 `+ E4.2.2、输出电压纹波：
7 |* q: U9 V, F. y% f
! A/ X; r5 ?: a* O0 P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。
% s6 a1 @6 p& k; ?( N; `# ?* y4 S
1 q# x4 }$ f& x7 V! d
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
/ z& {. s( u9 n% z. p
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 9 n0 [! D, A' m# M& O
R&N @ AC264V/60Hz,No Load $ E& I: f# H& j' Y
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
/ U8 J; m( C7 D7 U4 w4.3、保护功能：* }: L( t. j8 W h P3 q- c5 H
- y5 |5 P+ {9 O. L8 `& r) l5 b
以下涉及过流保护、短路保护的测试。2 s$ Z B/ k/ j( V" r
p6 m6 E. E4 m* C* d a3 r" m4.3.1、过流保护：
4 r" i6 {6 ^2 v! N, {* E- m; Z, ~" N5 d( E
4.3.2、短路保护：
! [# K9 _; D9 W+ N3 V' S: v6 F: q
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。0 |& \5 p. z! _ M# l0 v0 C+ [: M
" O/ r) }8 U0 H4.4、系统温升测试2 h% \* a: r7 o# ]/ W
. }1 T5 a+ l% C: c4 E! |8 Z5 w
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。
_9 K7 N9 Z2 r T8 X
3 p6 d/ {7 w* i0 \* s8 G
测试样机及配套外壳
. J; k6 o& R! a) H4 z3 _% n
2 f U3 w8 q" S" r. A1 H7 A4.5、动态测试：
8 r) G. q. f' ~ u8 W1 r- S/ A, \/ ^) t2 j7 ~$ |& o4 S
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。+ o9 M: x; M. u) L& Q+ h
0 J9 {$ V2 f. `; {9 c
AC100V 5ms
* w& \9 j5 P7 `8 [
AC100V 10ms / Z4 m$ y8 t+ @$ X" H* C
AC240V 5ms
H/ U1 A7 j1 k. C$ _; R$ r! B
AC240V 10ms
4 G# ] D- L! b U4.6、系统延时时间测试：4 B! e; L# {- V" a: }
( f( c3 z/ i: K2 [( z1 M i( y
5 D/ R# Z, c3 v2 r
TON_DELAY @ AC100V，100% Load - O/ z9 Z- {4 |; `0 Y% k1 t
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
' s3 E7 m2 A) z2 D6 {* D: J
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 0 W$ M7 w3 L+ `+ x7 Y0 G' I: C0 T
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
# X$ L7 G9 I7 [5 G4.7、其它重要波形测试：
# D8 a! V8 Z* H% y1 b
: h+ J4 v$ w$ W, z: XDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：) T, [: _1 m$ C' E
. p2 @8 ^, I/ ]5 x6 O
AC90/60Hz，100% load : R! q5 R1 G q, Z
AC115/60Hz，100% load
2 A: G, ]0 a4 r: G1 _
AC230/50Hz，100% Load
* r) A g7 R+ N& p# f+ H/ S5 n
AC264/50Hz，100% load
2 O$ U" `- \" P( e4 T* w其他波形测试2 [* C3 T, r0 u# c9 L# h
0 u, k6 ~# b; F
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 ( o* \" A2 B7 o3 Z$ A$ O+ l
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
$ o1 V1 p5 V6 q6 R7 Z. @" x7 p" R7 P05、EMI评估测试0 _# e7 E: c2 H; Q
$ H9 Y0 v% x3 i( t& ^# g( N, |测试条件：" U$ m6 e3 P4 W+ Y3 j; U. P+ h% r
输入：AC115V/230V/50Hz；- Y5 W8 P8 q: N. j$ M
输出负载：使用大功率电阻；
" O! v3 X9 \5 B% u0 ] w6 n限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
/ N4 t4 C4 I/ H
AC115V/50Hz传导L相
* K: m9 q* n4 K
AC115V/50Hz传导N相
! ]4 |/ i1 |& R/ D6 `+ O! v
AC230V/50Hz传导L相
% n3 k% m, C! A) a9 C
AC230V/50Hz传导N相
; n* j" C3 ^( k7 f' T2 T
AC115V/50Hz辐射测试
8 X( Y1 ^* ^: n1 ^9 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