本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 0 n4 _: g# d4 B
- `/ L' q1 ?: U7 O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。 p* a" y4 V7 P' f
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01、样机介绍
& t* X& \% I$ Q3 a! I3 E% ]
" c; V, S0 E- W6 F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。- u' \' e: n. b. X
) Y! s- B6 R* ^- Q( G3 Q0 D
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
2 D! [6 B% Q2 ~, cCR5269SSJ / i4 F- t1 O4 E [% Q
1 y+ n% z' h5 u7 n; L' ]
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。 Q# n$ Y8 R( O% G. B8 `
6 k. ? z( P+ \1 ] ^$ }; L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。, m% J- b: c) ^7 l) E
8 D" n Q9 N! d1 @7 W/ t3 K5 H& GCR5269SSJ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。
' j$ G( [( X% ]2 q* k& j. ^, E A# F/ \: M E) K. d
芯片特性
% ^$ y: }# B5 ]" x( w# ^- i- D% w# B4 h; D* K- w& K* E
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；+ D3 t6 {, D8 @: j/ _% ^' m. q0 o
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；/ N7 j9 b6 r3 D
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
m/ P' c. N' s# [/ }+ E$ m8 a● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
7 V8 B) u! e. T& n$ Z● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”1 B( h/ K. v* |* t3 I9 i) w# w
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；7 H5 [( y2 P }9 _; \
● 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。/ R7 Z; v9 T: A$ D! o
+ K+ U; u- j. e, U% w4 O8 `
基本应用2 t2 j8 ?- G/ a, h
9 i4 m Z$ \2 g7 p: C/ k
● 电源适配器
% x* P5 e% T+ k- d; q● 开放式电源
8 |# y2 L) a# U$ L. {% _ G● 数码相机和摄像机电源. z; m) E* K5 ]% J' j! i+ A
● 电脑和服务器辅助电源. a0 v, R; r& `9 V
● 机顶盒电源9 N0 Z. B7 r7 s. G. s
● 掌上电脑电源
4 P. t P" R& q' W ~' H4 i/ I0 Y+ H& [5 O% F4 B. U
引脚分布
; t/ ^; B5 f1 u! O
3 X1 }2 a! c6 Q" \7 Z$ o4 _
8 ^% s' u3 p) q, a- D6 q, f J引脚描述
! `. c [# d7 S! e6 ~& h& t* q t7 y! y4 j. P/ Y, q; N3 S6 x8 O
5 c* p+ L" A1 g. z" y* o6 C( c典型应用 G3 S1 e2 u V o* ~5 ^$ W" o: g# k
! q% V% e+ H( b+ e# ECR3017L芯片特性：0 |( V5 j! L: g! Q, b8 }
% S$ |. G: p5 J: x+ e+ s: A● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
) o: V" g% l+ S; a- o+ q+ m● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
1 L, {5 A1 P2 ]● 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。' X) m$ N& x4 O2 O% m$ u7 e# P3 o1 f
# Y+ f7 o6 [& D: m2 ~1 i
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。- Q$ ]3 [+ i; X% T+ I4 E
2 W! g' c( p3 r* O6 t7 w( N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。. R$ g7 Q+ K& \2 H" K+ ]
2 c5 T% m% X" P, Z. V* Y
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。
4 P6 p, |8 r% l' }* u" Y' J* R8 e( l
02、样机特性
- g6 n( ]& I% B% p6 C; w* D
) E( F M: f5 v8 ?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。
6 a: t( c2 H: H0 D4 y/ g
/ B) a# N& T" M( L6 w2.1、输入特性：
* n. H& B$ s) A, ~! D- h& u$ ~& E5 a. J( ]
' x2 i! K6 K; C( T1 g) q2.2、输出特性(线端)：
0 T8 E, W& v$ z4 L; V; m# w, o; ?9 J5 {8 S( `# _( J
2.3、整机参数：
+ E! K6 M. o& [: w% W+ t0 v. x) p3 V5 T4 C$ l# w: c1 F
1 m* d7 `3 x, @; u0 b7 s) S/ u2.4、保护功能测试：
% @' _0 B% ?2 D6 I3 n( o$ x6 w/ a1 ^6 A$ Y
2.5、工作环境：
% ^+ U$ Z8 @. ] v' ]/ o! o, A
; T. B/ l7 q. _2.6、测试仪器：# e0 {3 i. k* U( c+ D K9 X
, q6 c7 J( q/ z# {: C4 P) ^03、样机结构信息
- Q' @% h( V1 O2 f( q
; \; h) a- Q/ \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。
$ m2 `8 @4 N' ]5 j7 P; J+ p' }; {! X; [/ o9 {
3.1、电路原理图及BOM：
+ ?% M n7 ]: I5 b7 u
4 L; c) K2 _( F# r" s3.1.1、原理图：
" l3 b2 X2 h A& c K8 _( o4 W9 k" _8 G$ w8 ?
3.1.2、元器件清单：0 A* A2 _/ ~! k* W
% n, x# M" f- I, k2 w* J- |4 F% ~- ?. A$ o. k1 ?8 K
3.1.3、PCB 布局&布线：. X3 K; ^2 f* `) g+ m
: O5 b. W* l6 ^, v
PCB 顶层布局
9 j- W' z; C+ Q) T& d
PCB 底层布局&布线
# f$ A8 k7 `+ g( p3.2、变压器绕制工艺：
1 h( [! q% q) }6 G* i
8 r. G: [# H @2 L; M. y3.2.1 电路示意图：
# N5 w$ N1 [$ D: B6 F- z0 j- q% e* X9 ^/ i* x
3.2.2、规格参数：
' S% s; u9 {3 P# D& y/ Y, L" R, a- H7 M0 m
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
. r' E0 u: d) k( F1 I2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) n! s) o+ s6 r4 v3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
" W, f- T* f. Z1 ?4 C$ D' f4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地# t9 n/ W/ [5 F, Y
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& Q' ~& `+ r! z6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
# d! o) D/ K4 _- {; C- w7）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）)；
9 x6 r& `0 Y: T( @/ w$ Y8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；% v7 v2 V" W$ ?( ^" y( P* O7 f" ]
9）成品要求:浸凡立水；
V9 w5 L" D! X. {( B% z% c G" b
& i: u2 e: H6 j# S& s4 w3.2.3 变压器参数：
9 ]( F) S0 J5 u% t8 k- [: c6 H% z8 u' F: D) V0 f& q) y
5 P8 L; V0 C1 v/ T1 ~3.2.4、变压器结构图：3 k6 r+ x [7 _/ F, _# Y
) {% c8 S& T- B9 j. }04、性能测评4 D2 k4 [7 @: n( f& {
: r) u6 Y( l) B8 e0 R
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。
) S7 L r1 p9 f/ K2 `! P
; h0 \# V5 E1 W, \- h4.1、输入特性：( O' b( h. g, ?3 l( F& o
- {) T) t; J0 s) k) E
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。
7 W% I0 P3 e2 ]1 ]- E( R; B5 m2 @9 i6 K9 V. f: G4 L( S% ]* d" G
表1待机功耗 E0 p& Y" U" j" P" y
! ?9 @( p/ H i/ L表2 输出100%负载下的输入特性" T$ H+ _ f& I7 ~8 f3 S! l6 l( b
! Y0 \& I9 P( u( H- o
- o2 }' S6 _8 K& ]表3效率测试（PCB 端）
9 H1 B* m- c# T
6 K! Q8 X# _9 H9 z) T# T$ q表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
. Z/ _) v* a) `/ O- W4 H: T9 }; P& ?/ a- d
表5能效等级评估（线端）
* P- a8 G) r) M: A! v2 t& z; K
2 a5 `6 V2 F+ M* ^& J! @. {4.2、输出特性：
) E( e' o3 o7 i# B2 e9 o* {5 O% F( [
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）, j* v" N" l% ^4 D
4 e4 j1 @3 U% u
4.2.2、输出电压纹波：
+ P) z8 [9 r7 l/ n' r0 X
; V" }$ G0 y$ _: n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 E, d# D' K( F* L
$ S- `& s: K9 A1 k% v& J
R&N @ AC100V/60Hz,No Load + i. K$ C4 Z' k4 T$ G+ G% O
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 1 ]0 o4 k% b$ m" `
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
: D! ?0 J8 g6 k& c& _; M c
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 6 N5 b; r8 ] V4 c
4.3、保护功能：4 R# i' ?% c# e/ X) Q
, W0 o t0 C( k- h5 E
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: w4 S4 K# V) q+ T/ V; P- A! u' G# X! S* p0 H m+ ~! @9 [- t- ?
4.3.1、过流保护：
( ?& p1 \: U% G: J/ L8 J
. r; Z* _9 C, i: a% O5 |' w4.3.2、短路保护：$ u% l: |6 B& D
( W" m/ A1 S2 \1 [) n功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。- ]* Y; u) d* C$ M R
5 y- \, ? E" q: a+ p$ b- }- V- k
4.4、系统温升测试* i/ m9 C& W7 _( ?1 v
# k) U+ T% l, p
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。 S7 Z5 U$ Z0 g5 [4 ~2 \- X1 v
6 o; t7 v1 D! q
测试样机及配套外壳
+ S: G3 Y' q5 A0 R I
5 h( y J G3 {% w; `( z" i' K6 \* v* s4.5、动态测试：8 w6 Z2 s6 b. f. v* E; h6 w8 O* N
( ^! c. q1 f1 }- Y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。
- M& W/ \3 q& k! V9 P9 X) H7 [; j
AC100V 5ms
# h7 s3 [ Y' h0 @4 m. e! S/ x# @
AC100V 10ms - ~, M" d( G, j/ o2 n+ e4 a
AC240V 5ms % h1 N1 [: g: x& i
AC240V 10ms
% U$ ^' r8 Q( O, R3 `+ E$ |# j. _4.6、系统延时时间测试：( g' l0 W8 k3 @8 m. M% u0 j; r# f) n
. I/ l7 K7 G y" F; M" m
: G0 A( A6 A# e" H
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
% Y' n. r5 s( D6 |: m2 Q& n2 G
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
/ p8 E9 D- J7 ^- t8 o7 E" r, |
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
0 j, g2 h7 |2 B2 m+ i$ ?6 ]
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 2 r7 Q3 Z" @2 j0 u% [4 {8 [
4.7、其它重要波形测试：# p1 z5 y X& u" E5 ?0 T2 I
+ q6 Y8 M2 k' y/ P; O
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：; e, h4 f7 ]8 E2 g/ K) t9 P: B, g
" h x/ l* V3 O) D9 Z H9 @- f
AC90/60Hz，100% load 8 l+ g# q9 W) S$ B7 o/ X
AC115/60Hz，100% load
+ ^5 X7 U$ C3 O8 N; e, N
AC230/50Hz，100% Load
2 N" D6 M/ q( `4 |4 J; s
AC264/50Hz，100% load 3 B7 l" e) O$ i
其他波形测试- s( R7 E; ~5 Q; G/ w
% V: b" |, C3 N; Q, z
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
9 l+ p' G6 E& L* ?2 y+ X+ F m
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 % C# o) Z% o9 K# r3 \
05、EMI评估测试, o. f2 L- l) k! Q2 P& h
; Z. i! T" q. {0 p4 c# y测试条件：" y; r# F; E! x+ x2 M7 d4 G
输入：AC115V/230V/50Hz；/ {5 S Y+ F5 ?
输出负载：使用大功率电阻；
1 }7 [2 z+ p/ r7 w2 T1 ] x0 [, C5 O限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
% t3 o$ k* m, D; d2 c
AC115V/50Hz传导L相
$ v& b+ A1 G5 J- p
AC115V/50Hz传导N相
; z+ ?" \+ R; B; c8 s0 h3 a
AC230V/50Hz传导L相 7 e! }" h, |4 \0 T% o
AC230V/50Hz传导N相 8 l2 |7 T0 P2 R4 M' G f
AC115V/50Hz辐射测试 ( @( Z' u) h( r& d2 ?$ l) W* o
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