本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 $ M2 A: _4 `0 x* u) `
' M/ S$ y, K0 Q }) \: U在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！7 j! M* c% g4 D" t# v+ b3 v- `
) r$ D/ \+ M4 S- B8 x1 T3 Q" R1 X01、样机介绍* `. G7 t9 @# V; ~* d+ \
7 X+ h7 l8 }6 R; |
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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。
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CR5259_12V2A 工程样机示意图
, L, ~+ \. Y3 S0 GCR5259& h$ G5 I6 t2 x
) ~; ] p% q) [% y" MCR5259是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。, e( u8 h6 C2 Q
' b( `3 s) z6 H8 S C
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。CR5259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），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。: Q e0 D8 X" p% u8 J
7 ]1 L; `, c; n, x8 q0 Q" ~& o
芯片特性
4 O7 Z7 _0 N+ b' \) q5 T
- W) W8 q: T1 }9 E/ ]" Y! a● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；$ o& E5 p3 A1 X+ p/ u M( M* k* u4 \
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. L1 ^ ~, V; b0 F4 L1 ^7 ?( T1 y● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
6 Q+ e. {: v- w/ H" ?& k● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；0 W* ]" b( o1 _) P3 G- n# r v5 I
● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”
& C5 ^) z2 i* p7 n" P5 X● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
" A" P# _& g9 O! O● 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。# \" f6 w9 H( L- |) o3 {2 S$ X
/ J2 V: g' D4 X) }
基本应用
+ W9 f, T6 \* L3 N
, i; u. w R+ }6 {$ R5 l1 o& e: a' J6 k● 电源适配器" P* {, }) P$ c1 U3 H v, Z
● 开放式电源
/ H" ]/ k* \8 t4 ^● 数码相机和摄像机电源) Z h5 ?! w) C! f% v! F/ \- _* _
● 电脑和服务器辅助电源0 O3 B9 q% Z- u/ ], J% Q
● 机顶盒电源
6 M: K- \: L) i+ _' L) u: n; m● 掌上电脑电源7 a: m! v+ U9 e5 U: {) @5 o7 }
3 s2 y' \; q+ Q引脚分布' E$ x6 _* ?) P. b6 t9 ?. X
1 l; D/ o& y, t' P0 e- n, ~4 I
0 d; Z: m/ ^8 M$ c" a" D, ?) d典型功率7 D- V8 H J! F5 m
1 p2 D: Y' @% X1 s# ^, p1 J# H1 V( ^ n& [
1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。
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引脚描述" p* k1 l6 B$ I: y. Y
1 D. W5 j6 T# M( Y) E9 d
& ]" `6 `' ~# `/ {% A$ o, p/ f
: K! v$ y( f* X% a( l7 m典型应用
, [4 G1 {# B- G) P6 i$ v5 h
. G( ?0 B7 X l. j! D# z; p# c6 h2 k4 O- A" W
该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。
/ Y& d( Y& `% H! p7 N! k( @5 d5 d$ L/ }
样机的变压器，采用了EE22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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02、样机特性
: [6 w8 D, Y- z" \8 m
+ C! C; q/ W1 d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。" ?4 Y R( s9 K
1 x" [9 I& i$ ~4 P1 }% D
2.1、输入特性：
0 J' b/ L/ I& p5 O- W, `
% _% q K* _! W! U2.2、输出特性：
& p' ?/ O' f( t1 x# f$ ~9 ^' B
* r9 h5 J- \8 S, O) O( v2.3、整机参数：2 j+ a% Z, g- m/ j7 ~3 e+ o% B
6 h" j) \' p9 R, \4 s5 c- m
2.4、保护功能测试：
e0 R! t$ T& x( s; k r4 f; S# M) P2 g2 e1 m3 ?/ w7 B `6 m
2.5、工作环境：2 C* p- C$ g& Z p
7 |* a3 l% j1 L- W2.6、测试仪器
. }! v0 ~( U6 c6 ?$ @. k, }& j4 n/ g
03、样机结构信息
! f4 G: k: ?3 Z7 o8 e
5 \9 o7 E" e0 ~8 d( s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。
2 A. t, D* Y: M' F5 D
) X; G1 q0 X1 A% m5 m* n, v3.1、电路原理图及PCB 版图：4 a0 |( r0 s+ G. v1 X# [
T, E, V k/ h6 G9 |（1）原理图：" e8 o! {. G* N. P4 j
4 T$ [/ P' h' f7 Q
8 m: r! v* a, j7 D9 n, \" g（2）PCB 版图：
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; p) K, Q; S# |9 p6 W. H+ u2 _; g* p6 g0 Q! K* a0 I6 B2 J6 C1 y# U
# w6 P: K& O# U. Q
8 `9 p* a: s$ Y
3.2、变压器绕制工艺：
8 _" |4 V ?6 t6 l6 S% \& g
4 ?# ~. W& n; n* Q( z5 V, A- Q（1）变压器电性及结构示意图：& g1 O4 E1 Z/ R8 F3 T9 G
% E: K+ M) O4 k, X2 T3 y% F( A1 R% ]$ N（2）规格参数：
' _/ w% w: o f1 B' A. _- _# v( x* Q8 E
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；! e. R& t1 f5 Q; O
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
/ H* ]. x, ^$ r, t3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
0 Q5 t$ y% G% Y" ?7 w! I* k4）次级: 三层绝缘线5 I/ N/ T* c- t) Q
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
$ f* z* s2 l# J: t' K6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
& a$ T3 ]: C2 z( ^- B1 c7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)( t4 X8 ?: ]$ N |8 |- `4 L
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
7 |3 y' A; K9 \9）成品要求:浸凡立水. s; I9 ~( K& z6 l5 p& X
3 ]& w2 V% Z( o, \1 a, ?3 @& P
(3)、变压器参数：
% Z: ]( A& a. _6 R$ s% A; q$ S: \+ [1 l& l H( e/ ]1 N
3.3、元器件清单：
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+ B9 ~) w5 b b4 O! f+ a04、性能测评
* v$ D6 p& d4 g" U: d' v, d" ^9 \, I: _4 q
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。0 Y4 z7 \& j$ k% v# i ?7 Z
8 V b' g4 S* O o# S4.1、输入特性：
{) g% L ]$ o& u7 B. t5 `" @& W
本模板经过在不同的输入电压(从90VAC 到264VAC)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。* _' @# I3 Z: g: F9 [
@! T1 x! h5 b5 c! @& _3 @0 K表1 、无负载待机功耗(无假负载):
3 U& M! g6 s/ A/ @; p; X5 I
" {/ g; e$ @* W4 N表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
, |" f1 i, z- k0 f3 \9 S: f. K2 R4 V5 b/ {# h( o/ [
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
% o, y1 t4 {* R- v/ @- u2 V8 s9 Z. [7 F# M8 O( J
表4、输出板端测试的效率特性:
7 {, \( u! H* r' l
$ w) B& }/ W# C+ `! e! x4.2、输出特性：+ |7 H0 k. c0 s" ]! L# Z* M( q
4 p f' m7 q3 W2 m1 A6 h! c! v2 p
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ }0 N7 Z$ G3 d0 n% z: `
6 f# Y( H- [# f" L& s, V4.1.2、线性调整率和负载调整率：
) S% w/ S0 |% `, N( h' Z! k4 c; z: u" X# ]
表4 线性调整率和负载调整率:8 W" p* f/ m; w, B( J6 @% T/ R
3 Y, p8 G& H( n B
4.2.2、输出电压纹波：
7 u3 G" m2 Y% Y; V d# |3 b/ Z3 v4 `0 F6 s3 }) Q1 L
注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。, b: X7 j3 m3 h4 K1 d8 l* o
; p/ s, F! U. L! [
表5 电压纹波测试
( e+ c# N$ u1 f0 n4 R) ], E
; }! b1 t- M* G9 p7 t9 @4 t纹波噪声波形图：
: O9 y& [: `; C( E/ T2 f- F
3 Z# @$ z1 C" vFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
) k; Y( i9 e7 k2 J! s1 x4 cFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
! v( p+ o- c+ ~2 J' zFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
! m* o& D8 p. {3 a. _/ {Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load ' E5 P2 H$ W- P) l: ]
4.3、保护功能：( @* ~3 [& M) ~% E1 I
: {8 v) K0 k# t J以下涉及过流保护、短路保护的测试。; T- J) Y4 d. `0 g# Y: z
& h2 P( i- s1 n. v8 J2 v
4.3.1、过流保护：; R8 T, Y- @0 ]
0 Y4 ]1 ^7 h3 R$ y
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A) M1 b, S* W" o% g! p- d- W4 }1 S
; z& t" \6 ^$ j I' u! A0 x4.4 动态测试：
, m" x0 z) b- p- l; z
K- e7 }1 r* b/ v2 \, ]注：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，上升/下降设置为1A/uS。: S/ V7 F; z" M: R8 w+ O! S
: W8 o) g1 K N( Z" ~6 s3 ^# O R' D( {3 R% v b5 h9 m8 V
AC90V @ 5ms
0 F' }- G9 |. J+ ^* Z' HAC90V @ 10ms 6 l6 ?, V! i* e/ P
AC264V @ 5ms
& z( X& j2 u2 x! q! }2 m# v8 I, ]! @AC264V @ 10ms + J7 ^5 m5 O5 K( g# o
4.5、系统延时时间测试：! R/ L: k& G+ r3 H: y# K2 p, C
, L# ?! k( G. g- R注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。; R& Q: \# x! r4 C7 R4 ^$ X
& {# R; J: ~8 L$ K8 a
! t4 p3 E3 j2 vTON_DELAY @ AC100V，100% Load . }6 ?' G8 F+ s5 t; {" g7 a
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
: Z8 j! V m$ l2 l6 D" l' B2 Q% TTON_DELAY @ AC100V，100% Load
5 X( G& t9 l+ `8 j; Y+ jTON_DELAY @ AC240V，100% Load , r: _/ r p6 S I
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
6 m, \2 D K2 _8 G/ ^# T9 d& y/ DVOVER_SHORT @ AC240V，No Load ! P% J' k& T) I! m5 G y' I
05、其它重要波形测试3 k+ j' h1 b5 P! F; {4 @
% l/ B- M, u$ H1 z& d) \DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图： O+ \% ~# ?" i' [! ]
" U0 g% i9 l5 {5 ^. [AC90/60Hz，100% Load
- A6 ?2 J1 S: W" H( ?# j, ?AC115/60Hz，100% load
! ^# Z& N3 K1 OAC230/50Hz，100% load
, T: e Y i8 A* `0 I: `$ ~/ W% a8 wAC264/50Hz，100% load 2 l4 i! V4 `% \1 \
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds 1 t2 ]/ P; K$ s# p4 T, @$ \
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds : G! R7 ]& |/ z$ O0 Y
06、温度测试6 u: g. h5 ], F+ o
/ y0 T2 Q5 B. M$ K$ ?4 ~
测试条件：40℃环境下满载测试。& y0 p) d( z; m* i$ x: I# T
& V: s8 _( d9 t$ {7 i' }$ W0 L# F5 n0 k5 ~. a+ Q9 r
07、EMI 评估测试
, S2 g" q3 k& m+ K! B& ?" Q
* j$ i7 I- |: ^! {测试条件：$ `& n1 f. U& x
$ W% Z6 `" @, g* b
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地9 W m- L3 P# R5 T4 w' ~
限值标准参考：EN55013、EN55022B+ z/ R+ e0 ^$ ^+ F
. }) y8 n/ V0 w+ Q- Z$ ]; X& E$ P
传导L 线测试PK+AV 7 b; z. @6 Z, ]9 T3 O
传导N 线测试PK+AV
- L2 E9 F# a1 o辐射测试PK+AV
, f8 g7 u b5 y& Z1 J( i输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地5 [9 I _* z! M
限值标准参考：EN55013、EN55022B
/ @2 |4 x. b7 ]" ]- @. N. M( N
$ i! o9 u$ D! V- x4 X6 \$ l传导L 线测试PK+AV
9 Y+ z6 q4 v: j. H8 x传导N 线测试PK+AV
: Q/ _! t R$ y2 E/ {/ n辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
提升卡
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显身卡