本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 $ H5 u. U- f9 U2 D) _1 ?4 J6 f
! |3 e+ p- M8 o0 P+ y0 N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
2 [6 G! t7 d# F w# C* G5 ^* A: E( m- X$ b1 `
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
+ @+ Z9 h+ R5 Q7 }- E0 _/ {# SCR5269SSJ 0 ]' W+ a8 L) H2 Y/ F P
. `- d: Z) Y/ d; `# Q) 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。. u% @! e7 {) N9 A# H! e" n
. G1 M5 T9 d3 t7 k9 |2 f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。; E* s+ k3 B9 I6 q' t' u* m
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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。& z4 t7 u/ E8 E0 A9 n, T! r
2 S0 P+ n ]& M' X+ D- ?6 e芯片特性
1 q: F7 B3 g5 h' d1 Q" A; n6 y# k. v- ?
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；) p Z/ S6 P _. A8 z* X" ^
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
, w! y" t9 @" j; `3 u● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；3 N! I8 [, n1 p4 w; i! x: Y2 T
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
* M; {' x( f( Y5 i4 O2 b% R● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”3 Z1 Z0 d4 V$ G8 N+ l
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；, E2 p* w: f; }3 ]* 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。2 x7 ~1 Q! w* @
+ B- I6 `3 F' t+ q N7 L
基本应用% i% F' ]) W7 `4 E2 S; r4 W
- J- V' ]3 U& w; N! G3 Q● 电源适配器
5 {- O1 j+ ~$ Y: F● 开放式电源) ] c7 l) e5 X: g0 W; ]$ K& l- a4 ?
● 数码相机和摄像机电源
; z* e9 c% s- I ~" I' Y- R5 B● 电脑和服务器辅助电源
+ i+ J0 d( c' o f' i. \● 机顶盒电源
u( M: p: {0 E● 掌上电脑电源# W7 d3 e) V: d5 l) F6 _+ T
G, f" |4 C& ?" u9 o' q q |引脚分布
5 ^2 ^: }( C4 Y7 T$ D* g. s. ~* u5 ? I
2 `( ?- ^. t: p4 `引脚描述
% I5 R+ I% g& C( }
" R- A0 }* q5 N8 ~5 p% z9 O( I0 T, q3 | `
典型应用! j8 _1 j4 z: p
1 p8 \% {* |. d7 Q" W* w8 c9 H
CR3017L芯片特性：' w6 S. L; _* W" p* D2 J. T
4 S, r3 q2 X! u, R" q
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
* n7 H k" ]- k# ]4 G% Y● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
# x; V! P) `% u2 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。. R! i/ e0 o q8 {' [) ~
7 h2 f4 N- M6 R2 M) p8 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。# e, Z g1 d2 x( J
2 x5 r% e$ l9 _ u. R0 [
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。+ ]0 C, a0 n Z
/ b7 p5 }4 n @: q H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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4 J! P" O& ^) x$ ?" W+ s5 q02、样机特性/ C7 m7 m! m7 s8 M$ v
* k1 [' ?3 V P: Z" }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。
2 X1 m* L5 t- |4 \- G+ Y/ `1 L& ^, t4 q4 h
2.1、输入特性：, G7 r* q* k! z% W& q( F& h
; b% w; g2 X+ D7 }; ^1 q/ t1 W" c' a
2.2、输出特性(线端)：5 [3 M: [) v$ J% c
( f) U1 b, B: p6 d6 | E2.3、整机参数：
. j, i: N6 |" ~
1 y* V! T( G$ w v' U
4 }0 H& c. r( y2.4、保护功能测试：$ p$ u% [6 F$ j9 v$ D) r' m
4 v! {$ Y. Q" I5 U; t* k2.5、工作环境：9 |) G" {; ^1 b3 u" A/ N
, v' g: Q# r$ o7 m1 G2.6、测试仪器：
( r1 K* ]- b3 V/ F. `% c* F/ V- y5 ]& K
03、样机结构信息
' x0 a5 h1 C. q6 t9 Q
% P" p# i) M4 ^/ V$ 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。
: R! J1 `4 p; X; r
7 Z6 B( }% Q5 t2 m! H; J5 ~! S" S3.1、电路原理图及BOM：
2 R# y' I. d M- B% d) ~" u% `" b+ E( j" I4 z
3.1.1、原理图：% K# x" W3 M' F. ] |( s
1 c; p9 {/ b* ?" R
3.1.2、元器件清单：
- `, P9 p, m) C* H5 B
; q/ [+ o# A& ~) h1 J) Z2 }7 [
* W6 B8 ~" `: `( o, Z+ I9 j6 n/ L5 k3.1.3、PCB 布局&布线：
) S( o* e7 }, P# E; ?0 D2 K2 S+ z3 g7 r) d: T* Z2 W
PCB 顶层布局 " C P7 z. H N3 p q/ X# C5 I
PCB 底层布局&布线
! q4 S6 I4 C! H' y% t) n3.2、变压器绕制工艺：
, O! d5 C& u. o$ v3 O* F! w' N2 P1 v! |1 Z7 N/ [2 x% z
3.2.1 电路示意图：
: r/ ~9 H' p* _1 S
: r0 E! E6 T1 m8 }/ V/ b3.2.2、规格参数：
5 L; ?9 S4 ^3 \ h# n8 f
, e6 F. ? I. N1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；1 w4 k2 x/ q# s# Y4 M
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
. d( _/ J2 t7 U5 B- ?( a3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；# Q6 r# c# l7 B6 G/ ^9 m/ L2 N
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地+ @* g% v" g( J- f
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
. t% f! p1 k/ o4 q. F( ?- M7 y6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
" v& @) }* J/ p) c7）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）)；6 `6 {' h9 {: g
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；3 a* X! u; x6 S0 F2 k1 K8 E: a
9）成品要求:浸凡立水；
7 f# n/ I+ g' L0 h; @3 A9 J$ D% G, {, n+ b1 [4 z" r+ W
3.2.3 变压器参数：
# D% n, b; ]2 M' j5 y! B5 S
7 m- a8 C7 G/ u6 X$ {/ W3 z) _! N) q5 |2 P$ r, Z- x
3.2.4、变压器结构图：
; z0 [* w2 @. G0 R6 N1 I/ p- m+ T$ Q; E2 ]/ y* l- \
04、性能测评
6 a8 _$ D& Q" Y
" k7 L P' { |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。
8 }6 W7 z2 d0 A
' I0 [( t# D" E$ L4.1、输入特性：6 D. m \/ {4 T& h
% q, G/ w% F" s4 b0 w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。
8 a p: @. G% H( W9 O! I2 `, F
" T+ @% H+ b( Q& R& e表1待机功耗9 Q+ Y, K! I3 ^3 m" M
& }7 p8 V& u& u* o6 P/ l7 n$ ?# C表2 输出100%负载下的输入特性
2 ^' ~; ?: V3 U& G8 J5 s/ w8 M+ M
x9 ?6 ^* U8 U% u5 Y
表3效率测试（PCB 端）) n( Q: ~; h( w$ D8 }
" }6 K9 x% F1 J! A. \表4效率测试（20AWG 1.6m线端）4 t/ O1 }1 u1 s6 y' T+ Y
8 r& R6 N' b' V, U. r表5能效等级评估（线端）
! e& i5 [ O3 N7 A2 j: @% E. l' c: ? L, j2 e7 z, [
4.2、输出特性：/ ~! N) e: c/ Y* e0 Z; u; I+ a
8 V$ E" n* d& w9 E3 `# [% x# |
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
) `. u9 ?: H3 l7 U7 Z: t! d
. ^( w% M/ n/ S% I* H4.2.2、输出电压纹波：
' h6 p+ D1 h7 y* w; ]9 y3 L" o- {4 X" c( l0 ^) b! A/ t
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。$ k8 g8 f% D' A9 ^
" e8 q5 Z8 ]/ O+ v; N7 H
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
& ^7 |4 l8 F5 I' ~+ S6 i/ H" s/ y
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load * Z1 `% L9 ?. ^" W- t
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 8 T; J' V, k* S6 I9 m7 B9 C- @2 i& e% P
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
: I+ T9 K5 x: `9 J0 t* {4.3、保护功能：- `( R" W. U, C7 w) ?! `$ }
, I2 x8 r5 x' V以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 a2 f9 K, ]" y" m, M6 w. B! O- j: X2 L$ w- f
4.3.1、过流保护：
( k: f9 b/ ^5 O- \: Y, a, W- q8 M- o
4.3.2、短路保护：
" V) [* w j9 }* Y l9 F6 D1 r- X+ K
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
7 k2 K2 J0 [( H" K+ u0 b
) L' T& T" l: |4.4、系统温升测试
4 z8 S: S6 C: L" `% I: Y# n5 E' T
, A6 B. i- w) c, S/ ^( 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。
8 Y7 Z& K+ V3 s$ S; ~3 f5 `$ l* U) [8 ^ _
测试样机及配套外壳
% y; n" z+ a( g# x* L* }- V9 u9 |' L( R3 G9 C4 ]' N/ y, _9 Y
4.5、动态测试：& K1 L# P$ R }' V7 G
8 M" B9 b; S& 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。; c Y* I" D" l! S
1 H+ Q7 x5 V; S: ^+ c1 Y
AC100V 5ms
7 f7 f1 I. ~# Y" a* j6 g D; j
AC100V 10ms
& T" H; |4 |2 L
AC240V 5ms ! u0 K; R& @# v1 o' k5 S% [$ l: i
AC240V 10ms % o; v2 v: |8 N& _; p1 V7 v$ d
4.6、系统延时时间测试：+ H' u2 T" Z9 t
6 ]9 f: x, f, X* W; R
' z8 G) S7 ~, z' i2 ]9 D
TON_DELAY @ AC100V，100% Load # I, d4 p, r7 d: S+ a
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 _/ v& o- C! B
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
' Y, ?- r* z# C, V
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
2 J3 b$ j/ D7 B0 |! F# P4.7、其它重要波形测试：
7 h' Z) h6 h5 D. b5 x! D3 z9 M. ~' ]. D
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
9 c' s: F; x" i p
8 g& V* s9 A* H3 w0 }$ ]3 \- k, o
AC90/60Hz，100% load
$ ?0 t, r+ g, H4 ]0 i W c$ V0 P( p
AC115/60Hz，100% load * ?+ l I1 t9 |" y
AC230/50Hz，100% Load
9 \; C# D4 y5 X& B4 s4 ~# q+ m9 u, J
AC264/50Hz，100% load # R/ B( A Z ~4 g! A
其他波形测试- M1 i, } X! A- w% u
" f; a6 L& F( `( G
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 2 S9 e, L1 c; m" y
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
" C6 ]% y5 K7 z" w' G6 s05、EMI评估测试1 w. v0 \8 h, h! H+ f1 P" {
. T% P$ E4 O( f4 @$ c测试条件：6 \* H! @! E. s& A: g" ]8 S
输入：AC115V/230V/50Hz；( @& ~2 V3 n; m; U+ |
输出负载：使用大功率电阻；1 [' N4 U" N1 D* K
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
" k& P, p( o# B3 F2 B) F
AC115V/50Hz传导L相
7 v% K, R% }+ e; r; C- Y3 H
AC115V/50Hz传导N相 & R P# W( L8 P2 h; t' X! d9 H, _
AC230V/50Hz传导L相
& g0 P$ A U# a( v
AC230V/50Hz传导N相 9 F5 Z0 o; q+ X* [9 w' w# s
AC115V/50Hz辐射测试
9 M8 v; O9 ?2 v4 K. t& c, M: v
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