本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 % p# a8 Z$ A+ T
5 @ s A- n, j& H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！- \) q* ^* M) o+ K' [/ w
' ]5 k- F7 K V" S8 _4 S$ F
01、样机介绍" H6 i3 W2 ]( {/ U
/ \$ p2 t7 | q' ?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。 m- l9 ^' X/ ?! B' Z* I9 r! q
3 ]/ ^9 y/ I/ Z2 G8 v( c) Z
CR5259_12V2A 工程样机示意图
7 e8 |. {8 F' N" ~8 Q* x/ \. [+ UCR5259
! {+ j& S& B/ P9 |0 K. p; _& F) t* ]5 Z5 o( t+ Z4 a6 v# {
CR5259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。6 b' Z( R" A) u3 ^- O; d
5 Z3 U N$ F4 n6 U
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。" s0 z: f* }! z# @
1 }6 i5 e G9 u
芯片特性) M3 N5 m+ Y+ }# Q% _- K2 ` }
% x9 B9 C/ I# `" T( N( _, l
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
, h" b( {' `8 W# F# f% B3 n● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
) B2 [; P. I+ m: ^+ {0 I● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；; c% T: x4 g) c% ^' W- x
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；5 ~# E3 m4 T l& v5 ~7 ~
● 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”* c$ x. d1 H; V% i% @6 ]$ H% P
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
' Z+ V$ I% `( ~5 A5 g* c● 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 b) A! [' j( g& l4 G, m! ]2 z- I/ j5 l" z
基本应用* U* B4 I* z% U' z+ i- P1 Y* }- W
9 e1 A. B6 ~6 y3 ?8 @3 w0 u9 _
● 电源适配器
3 K# {* b1 s( `● 开放式电源& a f' i; W7 g1 A
● 数码相机和摄像机电源
+ S3 r: I6 l3 X) ~● 电脑和服务器辅助电源
1 s( @7 _* W" r9 y● 机顶盒电源
+ r8 k' _1 I8 |+ d6 ]● 掌上电脑电源
; {; M5 M! o* @8 L: o( _/ i8 E+ K& l' ~5 E8 O: ^- N. S! g9 q
引脚分布
# X& H2 r8 M; m" n; v3 f" m6 \! p; Z8 @ u
! V; V; N7 x3 P) f! I% c! C
典型功率1 J7 R8 {+ X2 j0 @6 ~. ^7 D5 l% S
3 O& g# U7 [2 b; v% ?) g
$ ^3 }4 e( x, K. P6 A5 y- J0 `+ N1、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。
- y$ b9 ~( R2 r: C2 p& D! I; K2 J% q/ o \' l4 B; |
引脚描述
7 ^' ]8 m+ P6 p# T! \8 B, S4 w
2 Q$ q. E, d& n6 Y. D# w( ]9 i1 V4 G. ?) K' Z5 W. Z2 \: h
* L3 l3 |" H1 \' b
典型应用- n* L+ [" l9 A5 |3 p6 z; V' Z
$ g L' {$ c d6 @
& }0 t: Z6 q% p- [/ c4 K; o+ w X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。8 n7 q) u9 p1 F% ~: G* z
C% Y+ g* l0 F7 u9 t
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。( Y; O: f0 x/ Q5 G2 s0 _
: E0 H# s" X# s4 V( b, f02、样机特性7 p% F% Y$ k4 Y& a1 b
7 P3 A6 M: D4 p# A- v6 u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。. y7 S3 m& k, O4 t* C
" ^* g- I; M _
2.1、输入特性：* m" h/ C- l8 k1 [' E0 x t
' X- a, y' `5 C. }5 I) |
2.2、输出特性：
, t9 r+ F2 K+ K3 ^' j- Q* n1 A
% Y) F: M9 s$ ~& L+ M% }, n2.3、整机参数：
. I- V- X& v/ v' u( ]/ J7 Y' ]( s2 |
. Q; ]4 H, l" p* F! M5 v" w2.4、保护功能测试：( H$ W4 |- S& k' B* U, x2 p
- ?; Z; C5 r" m& }
2.5、工作环境：6 @8 E. P0 {2 [4 e
0 z0 s' r) |% p! P2.6、测试仪器
0 F1 L; f+ N3 l6 O3 V" k/ @) I1 V1 p0 r }2 q* f$ n9 U5 F) B' K
03、样机结构信息
! K/ j1 q3 E+ P( C5 | y, t3 O& E9 L
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 V9 [$ B6 j+ j/ ]2 I" {- [
/ ?& L6 R( i; A! b3.1、电路原理图及PCB 版图：
! z/ U8 [8 {& B; O- ]4 i2 N! P# j- {
（1）原理图：
) a' t* b8 _* \# O- e% _6 {- v* w
1 c; g, x$ y* x2 c+ ~（2）PCB 版图：# ?6 |4 u2 _' ^5 K q
4 Y3 [+ k) {& |# X) E6 S8 ~
# L) ]# T5 t6 ? y" E, u1 K
- T9 U2 j# f( p: S1 ^
; @- V4 i$ V+ C. M; ]5 F3.2、变压器绕制工艺：
5 z# p0 t k% N* |3 u7 M6 C' s; z+ W1 M7 n
（1）变压器电性及结构示意图：
: H, G! p% F! s1 m
1 d+ O& x6 m8 `$ _2 `/ f（2）规格参数：
: n( e6 T3 n w$ |; g5 T P
- T! `& R! v: B- j/ f# F7 k' ]1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
* Y" v8 c5 R6 ~' H) t6 H8 y' b5 t2）材质：TDK PC40 或同等材质；; Q2 [3 I% C% ?. u* i$ _2 T
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线; R* {" r' d1 u" f, G2 L8 D
4）次级: 三层绝缘线6 u# D: h* p+ ^% M# u
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质5 H& c% X1 c9 l: G/ L
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；8 E/ Y6 p* S4 A. D1 U) O8 r- q5 V
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
1 x, x B4 D* i: L) e8 N$ o) A; |8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
2 \( Y: w) ~) R9）成品要求:浸凡立水
( o- @/ t2 G- g0 b
, H8 P! _" v: E2 @(3)、变压器参数：8 S! X6 W/ h1 ~, d' G6 c2 V
# j" B7 j3 m/ d; S3.3、元器件清单：% I2 a! A9 \' k) v4 a- D
. p& k/ p, m- Z/ W1 U6 e8 i2 I
9 V1 T: u% g9 e9 p# g
04、性能测评
! J1 [ @5 t* Y9 _- a3 x5 z0 Z0 I) 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。6 M8 n0 w$ l; M2 ?' ]
- W z+ E7 ^8 K6 ~4.1、输入特性： [6 W" i2 h! d) `# L7 T: S" s4 h& k
7 ?5 a& ^7 N" _3 B. _
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。2 X- c* h* U7 C9 H& m( R) Y
* H0 L5 [ x/ b y: i
表1 、无负载待机功耗(无假负载):/ M# b/ ~" u* G8 B9 w# o$ ~- ?
& i( z. O7 j6 Z+ k- w ^表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
; {# Q' p2 S2 s& m
6 c, I. d# l X" i表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
O7 s0 Y* M- p0 D4 K# @
+ \& f( |6 ^' v4 {" x表4、输出板端测试的效率特性:. _" W) w: J$ S' `5 E5 L. f* Z5 t
! R3 {+ W9 V' P p2 ^
4.2、输出特性：
! C8 D2 w1 b S5 ^/ I2 V* B7 m7 N% p, x* Y- _
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；0 c( b- F5 p( L7 A% ]8 Q5 J( |
, _" \+ i, s$ ~% B( N4.1.2、线性调整率和负载调整率：( ?, d( `. v1 l; i& I4 S1 N- |) d
& F- h3 `* R, y' I" ~" C
表4 线性调整率和负载调整率:
! P- M) b6 o A7 q( M% }. Y' ]2 l! W: v
4.2.2、输出电压纹波：
5 y' Z5 j0 [/ @/ \: E3 w7 A1 y$ h( r! p/ x, l3 m
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。
! {, _) G4 v( P$ D* G$ }: h2 ^4 H7 \# ~4 }. S/ A. {
表5 电压纹波测试& N; d2 _2 p0 q- ~1 m% t+ ]! q
; g7 ^0 I/ j$ ~/ j/ y# J4 [- h纹波噪声波形图：, w1 x: z% K B1 e
/ l% n6 \: [% fFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
" o3 c6 f% H# Y% c) d. Q% c- ^Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
( ?$ z: E, u3 aFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
, ?6 A4 @8 ?* q# f% sFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
' {/ K: X1 c3 _6 L/ z4.3、保护功能：. d' n6 N* M. A/ e' m0 o
: m& Q2 E" C( q" p! |2 Y* D( A: o) J
以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 S6 a) D/ F& s& K0 E3 R+ [3 D
1 J- d1 |, e2 s+ d6 f6 H& O# p" R
4.3.1、过流保护：
7 m# `4 m: X9 ^6 h6 f
5 Y7 B8 i/ K- R/ w9 O4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
( d' W2 |1 a6 F# _, c4 U8 H6 G! V: k
4.4 动态测试：% [$ a2 i& |& f, ]
# S" L d6 r I
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。/ y0 M0 R9 p9 L/ C, ]
+ ?, W; e! z; P. e& U( q( j- m( P1 Y, r, d4 f% j
AC90V @ 5ms
1 y u4 Z6 D+ x2 P" `AC90V @ 10ms
8 ?. F. C8 S) jAC264V @ 5ms
5 F# {& I9 E% q6 m( v- lAC264V @ 10ms 4 Q+ A) ^& d3 f% g
4.5、系统延时时间测试：
2 }5 a5 M' ~, e- Y; B# c
2 z, q: u# Y0 @; b! j注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。8 r1 B5 n5 I+ F
6 p; J6 n9 Z$ P0 G& D y$ E. @. j! G/ G* Z" V4 U: H
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
) f2 C, S1 c5 |: s5 N1 m# I7 OTON_DELAY @ AC240V，100% Load
' {+ Z. b( V0 E2 Z7 WTON_DELAY @ AC100V，100% Load
5 p9 C F2 f! [1 y" fTON_DELAY @ AC240V，100% Load
9 R: L L, k% y; Q1 ?' a GVOVER_SHORT @ AC100V，No Load 0 _( r7 n3 A: B, t3 e
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load + r& ? \0 i( o% S3 ` N
05、其它重要波形测试
7 w' ^$ E* Z- M# F+ H9 W9 D7 F" \, ^/ V0 p3 U& A4 D1 j4 x2 l H2 e' v& e
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：% u; \* }1 M; Y0 I5 O
, E% }: u$ q/ s% @- JAC90/60Hz，100% Load ( p3 P/ \% l" w
AC115/60Hz，100% load
# a, m; ~+ P+ C; H, YAC230/50Hz，100% load
7 r7 ?) W9 C7 X; s, PAC264/50Hz，100% load
5 B" l" h2 Q1 ^' V" j7 s9 aAC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
6 D2 s9 i4 E& S* {7 S5 o/ xAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
% v% v% M. l/ r! e% _6 x7 R06、温度测试- E2 S1 t g# c% z+ b4 O" P, I
j0 j, N) G' X( U2 A$ O9 ]测试条件：40℃环境下满载测试。
% |1 k7 R7 F) W$ w8 {: R4 c2 a+ P7 r8 M+ A2 f
: }6 f1 a( s/ F6 l8 f/ \. s) P- {0 }07、EMI 评估测试) K, m5 p6 k8 g1 t% X% w# l/ Z
& o9 Y: D% j8 v9 F+ c
测试条件：: n2 m- C, I6 P3 T. [4 A
# }5 |- s6 ^, X- o2 n" P输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
. Q2 a0 a$ i, S- a. s! l; D1 ~- _, I限值标准参考：EN55013、EN55022B
- o; J& G% D x0 `$ F m
: k9 I. x# K1 H5 X传导L 线测试PK+AV
$ ~/ u' n+ e6 c) F- s9 a r9 j传导N 线测试PK+AV ; b* q# L0 F0 f
辐射测试PK+AV
# H/ Z: U) k$ R) s! o- z8 N/ v2 `输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
# B( H7 d8 ?) Q: p限值标准参考：EN55013、EN55022B
" Z {9 e: F) z' w+ i! f5 z; @' L9 @6 i
传导L 线测试PK+AV 1 d" H7 I' W: M
传导N 线测试PK+AV
/ ], i; D4 ~* k( Y辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡