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。; q7 z$ \4 e2 V4 o% q
% \- X8 \; v% f01、样机介绍
! c1 l0 U7 s& Z
& s% X7 n' I v+ Q5 S+ 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。
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
, V/ t9 y0 W% w* Y' e' t/ r! D! kCR5269SSJ 7 L" N* K, k& N: g- H9 _1 U5 F
; E& S) x, o: P) E1 B1 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。& \- k% u+ \4 J U4 ^% Y; s3 u8 i
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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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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。
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芯片特性
/ ?5 s3 }, P4 M3 O# N4 I
3 r5 U0 _' Y" k3 b& f" n● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
# V& Z$ m5 P8 ?) x' R f● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；: P5 s2 ~, P% u5 P. r
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
( T1 m' I6 `& O2 W" A/ n# o+ l● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
+ ^- i5 j) q( G● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
4 e' i7 F% z8 w( u# u& s● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
; i( u5 ^8 Z4 H9 f2 z& H● 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 H7 m @, \2 D$ T" V% I& k* P( ?
/ u# x4 K3 J2 B" P; A
基本应用
7 F3 ]6 @& Z1 w) x0 `) B) T5 A; d( A1 J+ D( B! \6 @
● 电源适配器8 X2 a$ t; d7 s' p9 p" y
● 开放式电源3 q# l( R; p4 c# Z7 n
● 数码相机和摄像机电源$ Q9 W; E4 _4 \( @( _# u% V
● 电脑和服务器辅助电源6 C' B! K+ `4 A/ O
● 机顶盒电源# f g0 X: p; v4 j
● 掌上电脑电源
, t i* N" q) x: h; `8 B
: J/ U9 T9 d% a$ c& F+ ]3 l引脚分布2 e+ H* X; N( I4 _5 D u
9 A3 a7 [3 |) L; x
: z% [8 j3 r7 C- B引脚描述+ I) E9 L( {3 M0 a) {" B p! c
0 c& Z2 r1 g1 E7 t( D( t4 U8 G5 Z b# Z2 y# X$ p
典型应用
% j: o' t+ L( A N2 T$ J
5 `* l7 E( {. m8 J! W, ?% cCR3017L芯片特性：- I* @: @) @- ]1 r# i! y4 q
6 B& S. z9 V- |' I8 X. W● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流7 n) N" L( ]7 ?) U) |$ n
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。4 x" C. B! ?2 s1 ?
● 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 h' U5 A0 K0 z& e4 f# L
/ s9 d1 L( W: g
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。 o4 T: C- s+ X* e( M" V+ f+ X$ x
4 i" m1 Q& W5 f1 h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。
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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。( V% g1 ~2 {: R; E. O
. q! K b- ?, S% }7 _02、样机特性4 v5 t5 h: r; T4 }! U; \% }7 a
( p. n8 w- D5 M3 s& F
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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% k2 P, M; P' ?: x3 d2.1、输入特性：3 L ~6 f: \# i
4 O- a4 b& @/ Q
) g; l! ~" o1 q y& D- T2.2、输出特性(线端)：( B4 m$ D4 T1 s# O% i. t
& k# v8 ?7 s3 g$ h: d2.3、整机参数：6 w: s- \( D _; P% p
" \. g# q- {4 Q
( O- @) _6 h* c, d5 k
2.4、保护功能测试：; \% [9 f' B. P+ ^# v$ y
0 I% z2 r4 O0 U8 Y3 [4 R" o* q
2.5、工作环境：
" @# g1 \2 i* q
+ i; h6 i, R# p! g$ Y0 @. E2 V: y2.6、测试仪器：1 z, b+ [! {3 Z, L& @
4 e. ^2 [2 r) z2 ~" L03、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。
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5 } c# \9 U# i$ ^$ p0 G3.1、电路原理图及BOM：
% I% }- L6 q+ k8 u* f
" H0 @7 L! t8 q, Q9 m3.1.1、原理图：
4 c X5 Q4 F& @1 I( W5 v6 M
/ R; ~ B5 ]! o3 C" m. }3 h5 _3.1.2、元器件清单：2 @8 x* @+ Z% B. x; H; S! m& r8 k
5 G: N; n4 i5 |/ k5 ?8 R- k
5 J5 e8 n) M, ^, k; n' P4 [; G3.1.3、PCB 布局&布线：( C3 q0 I8 k* T% A/ g
+ D1 |0 m4 u* y" j* \
PCB 顶层布局
8 _6 y/ d3 ^. Z4 v& M$ Y- m8 d9 ?
PCB 底层布局&布线 5 Q& A# |" {3 g7 N! p
3.2、变压器绕制工艺：
; ^- d! } `5 @9 g% C- x. k5 v& G) m6 D: h- h
3.2.1 电路示意图：
# o& z4 u0 t6 C6 z, J- J* _7 E% p
8 E* h. l3 b4 W5 P8 X; a; a% h3.2.2、规格参数：
6 f% p9 }8 g% ~8 }5 [0 v
( z9 d; R) |2 ~. k1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；& n- G+ G V, t
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
+ E+ Z/ d# T1 Q4 L. [3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；( E3 F6 z C7 }/ }; `8 d O
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地' `% R. c3 q* B* c$ q. W4 [
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
/ P. D" q$ V' f% V0 D, A$ ~( H6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；- P1 Q( n5 q: q* X9 B' c% _
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）)；
' Q. I9 R. V/ O8 A+ ~/ X2 w/ S1 U8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
0 o! F# [0 X6 |2 @ m+ s) W; `9）成品要求:浸凡立水；, _( W; Q& D D/ K! ^: S. q/ M" Z
/ G$ m8 i0 h1 r3.2.3 变压器参数：
0 Z# g9 I. D# ]$ J) J3 C U
E; |1 v- |5 i8 h, N
% d% s0 F! n* r1 p9 |+ c7 A& `6 c# q3.2.4、变压器结构图：& w9 Y% }) l! Z" q
( J) m6 p7 n# C) p% @# U! W04、性能测评8 F6 b; j+ R( ?( f4 z
: I" s$ r' m; q+ c) Y; ~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 {; U0 Y4 u8 `
6 N$ r; q& G8 p i9 W' r& C$ U
4.1、输入特性：7 o9 t4 P% F6 @: p* T+ M, Y
+ v7 j7 u0 h; ^( d( l- j" O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。+ P& c6 [/ `* b1 n) Y% j1 ^0 h
3 U: v0 g0 p4 C( j, O8 |表1待机功耗
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' t2 c! F$ f4 F表2 输出100%负载下的输入特性
8 F* C$ J( m+ L: S7 Q8 @' P
8 `) \, K6 i% s2 N5 a' H. _+ S* }) G5 l* q" f
表3效率测试（PCB 端）; S, F* W0 U @3 d
: v2 `8 U; R2 y7 O5 Q. S& Y( M表4效率测试（20AWG 1.6m线端）( x. B$ x' t, p! }) x
4 `' y# W, L0 o5 N$ V+ C
表5能效等级评估（线端）
. l# u2 W" S" J! t
, `4 W d% I' |/ O4.2、输出特性：
2 ^$ u7 ~7 h, A( L/ H! |
' H( _. L, T+ k- O4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）$ u# h. R \- n1 F I* V% }9 _
7 n; w; z4 I/ M9 v* h; }/ Q+ y4.2.2、输出电压纹波：1 p$ M/ e% r3 y _1 v, b6 ^5 n
; k* f& f. Z, a9 e! V4 K' D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。) x5 p5 E C5 a% W( g
3 U. s1 T' s& N8 C$ Z
R&N @ AC100V/60Hz,No Load ' v0 H8 `+ b% r2 q! f: F1 \- M
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
7 ]6 a* o8 ?# r8 _7 h" [
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
7 V- B& k: U! r
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
- z8 Y+ j5 \1 l" I$ w2 `; W- L4.3、保护功能：) \: P' ]4 h. R ]+ n/ H
$ N8 d0 e2 }; ]7 N0 c9 d! s1 L' \
以下涉及过流保护、短路保护的测试。+ Z+ r9 O' Q/ h& N$ a- X' o/ m
$ ?7 z* k" X6 Q; c' ^8 K5 ~6 n
4.3.1、过流保护：
# H$ D2 \& o P0 u# D1 V/ a: }& m# l' M6 B' A% Z
4.3.2、短路保护：) h8 ?" i- H# e9 _4 W6 Y
$ `4 \1 c3 V1 `2 F( u功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。2 h; U6 c$ E% ^( J& {, X1 P
" n3 x) Y: ]8 M, Q/ K$ D" r
4.4、系统温升测试! F1 o$ c+ U0 s( u) _: D. V" [
" l, | X* g) A' t: F3 e* ?
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。# ]' ^1 [, U |1 B# z: u
" z) g# z* M& h
测试样机及配套外壳 + \. d& ?' R. [+ P, x4 Z& W* l/ i
0 ?# o: |2 u; x" k; \4 P
4.5、动态测试：, v9 s& f. _' e6 G+ n
0 @& b7 A6 m2 e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。
) x4 ~- |& U3 u" Y, i. o3 P# R0 \* C; x) r9 O0 T
AC100V 5ms : o- X; q4 W5 o# j- |. I. C9 r
AC100V 10ms 5 e" k1 F' r2 h0 d @+ }, U# U
AC240V 5ms / x8 @- y4 B4 j& T9 w: r; A
AC240V 10ms / e* w6 T3 |5 F6 I, Y( s' Q( r
4.6、系统延时时间测试：$ a$ M7 N5 a; {1 ~) }
2 y0 Q; g% D7 m b& H9 e
# q Z, W/ I* p; L7 X( O
TON_DELAY @ AC100V，100% Load + A! V7 F6 ~3 U# b8 X% ~$ }* s
TON_DELAY @ AC240V，100% Load / N0 G0 ?! ^# O1 ^" K# F$ R/ X4 B
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! B: E' |9 w' J
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
7 d8 m4 f/ x% m U) @4.7、其它重要波形测试：
% t$ t: U: E# i; k2 ?+ S
; ^' L$ @$ S$ w" ZDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
4 \2 q; D7 |% J+ F0 [) a$ \7 `' V2 d7 Q9 v
AC90/60Hz，100% load ' L! J$ e+ _& z' x: x Y5 A
AC115/60Hz，100% load
# ]7 _, H+ b% l/ A# h
AC230/50Hz，100% Load
8 f2 w& m X3 q: ?1 \' d8 V+ N: [
AC264/50Hz，100% load 5 R k6 P( [8 z d
其他波形测试/ R! I% }' h2 V% ^" t
: b1 s" |) \2 ^6 d
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 ( A+ |" C; f# v1 o5 z
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
$ h9 ~8 W; {2 D( j5 ^7 g8 B: L05、EMI评估测试
! ~) m, v8 L) @, G8 x p
* E3 U! [( [& v; w/ S! j2 E+ z测试条件：
7 Z# g7 [5 x1 _! G! O输入：AC115V/230V/50Hz；
% W$ Z. i! I- G5 g/ F' {输出负载：使用大功率电阻；$ G8 {6 s) q5 c4 S4 G9 ~) |7 |' L
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
- u) o3 X) j2 `& r# a! U5 w" @
AC115V/50Hz传导L相 . f& K+ U* X: v8 k
AC115V/50Hz传导N相
1 b6 o7 D% Q+ F
AC230V/50Hz传导L相 " `# H# t5 [* w2 W* n0 D7 R+ m
AC230V/50Hz传导N相 9 F# f' S. P" I1 P. x) v
AC115V/50Hz辐射测试 ' v K* [6 [7 h, A$ K' L
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