本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-9-8 14:04 编辑
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/ I) @4 Q7 S, K5 v+ F接下来,我们给大家带来的是基于本公司主推的CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A电源充电器解决方案。对比之前的电源充电器样机,该样机的特性和结构信息又有什么不同?其能否满足客户的要求呢?一起来揭晓吧!3 \: S8 [$ }( c# ^5 _& O% [
( O' T$ q" B" i+ \, P) L5 r01、样机介绍
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该报告是基于能够适用于宽输入电压范围,输出功率18W,恒压输出的电源充电器样机,控制IC 采用了本公司主推的CR5269SSJ 和CR3018L。
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CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图 + \; k9 B$ f- Y0 x- h: t
CR5269SSJ
* c# w; V4 w1 W$ {+ L3 @4 c6 K/ |3 \* c6 Y; T3 ~4 z3 j
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。
4 V1 ^2 V( r4 f3 s2 U. p
3 B6 a. O% |# A' E0 M芯片特性
5 m' t% S+ N5 x B4 f; \! M, f0 n! ?( F8 D1 ]4 c
● CR5269SSJ 是SOP8 封装的新型反激功率开关;
* o, K- s% X/ h8 `4 g1 S● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
: T2 L. F: `) T: l● 具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
" ^# V! h1 B) S4 d: O: A● 具有良好的动态响应功能; 8 `/ x" I* n. a) Y, Z
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
1 g# C5 {: A; Z3 }* x# J+ G● 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; 7 T1 Z( o) S0 ~8 h0 v
● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求,264V 待机<75mW;
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基本应用4 U- T0 E7 _' r5 h8 x
o1 K) M. x, |: p0 O9 J$ |( x: H● 电源适配器2 x) A# }: s9 w
● 开放式电源 q+ U U7 A& Y
● 数码相机和摄像机电源 `& l9 G$ ^( E% F
● 电脑和服务器辅助电源 & e4 ?) D; z2 V& @- W
● 机顶盒电源 # O' s9 p4 R: I; g# x/ [. O/ j* ~
● 掌上电脑电源
u$ x+ x; K8 z/ I# S
# J7 D9 E" O" c( D5 Z! F9 [% Q引脚分布! Z9 a* p3 B. S" \2 o6 J5 W+ Y: }9 I
; E1 k6 n- J- L, F' K8 ]5 Q B
6 r9 @' b( M. g. f x7 O2 u! d! E引脚描述
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0 C9 R5 A0 I9 B1 Q! C2 [. ^( f典型应用
# T9 C5 m: F# K& v4 ] z/ ]
9 v& l! m3 y& b) o5 N& o( T# t' `/ J: g0 b
' Z7 Q- o: m+ h* W0 _6 x! DCR3018L芯片特性:4 R# y' W; _8 t; P7 _
7 j2 x8 j ]; b: A& p
● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式;
, K" n" v& j: G& ^4 d. x9 z● CR3018L 内置75V 的MOS;
% g) W5 X. ~$ m1 }● 较低的工作电流和较高的系统效率,SOP-8L 绿色封装。5 k8 n" \- t/ m5 V. N& u5 C
$ I8 n9 v9 C/ d7 ]样机PCBA尺寸:62.6*33.7mm,是一款全电压实现12V1.5A输出的电源充电器。90VAC满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为66mW;全电压输入时平均效率>87.4%;能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。. u! L- x7 b" z$ E' s
: c- B( w" r/ k8 T/ n+ z) y9 c5 P
样机具有良好的动态负载能力;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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2 X6 b6 g, ^! C Y {7 @5 t样机的变压器,采用了EE16+加厚磁芯(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+ v1 y& _# h% M' |
- C6 u& f+ e( Z7 T" 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。
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2 t) w: c6 ~! `- f, G2.1、输入特性:, x/ a# Z1 ~$ T* S9 n9 [- _( S6 k
: ?9 k! V* g7 _% q$ L' b
$ P2 Z' W. Y, [" R- t2.2、输出特性(PCB END):
3 |8 P5 u3 {# T9 H
/ _4 ]. }/ h+ c& p$ D+ c( `, [) o% E
2.3、整机参数:
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2.4、保护功能测试:. k1 p5 |8 n) f8 d7 x# V
+ X5 E3 n1 R% e2.5、工作环境:
+ C$ [: k/ {' S; |+ Z+ b
0 V& N7 @, {& F2.6、测试仪器:! f- z0 Y4 [0 n. v7 \/ |$ R
6 P: w: d5 \1 p) W03、样机结构信息
1 g% K% B& r0 w' e; t4 ]5 Z1 l
% u! R* ~( A" T% g$ K8 W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。1 d& J( m) `5 x" V( h
6 T$ M& ?- t" {( y0 ?8 O
3.1、电路原理图及BOM:
, b' Q. U, ^) u) c
! t1 O) D0 u4 t3.1.1、原理图:
1 J8 p% Q- f/ k' H
4 X3 t0 E2 J6 R. j3.1.2、元器件清单:. _$ V% C# _) m+ S6 n7 _, J
/ T# j! R& W% J# O& p. ^3.1.3、PCB 布局&布线:
' y, c) A8 g6 D! r/ z! |3 s" B; `( q P, g6 e8 h- z
PCB 顶层布局走线 3 Q8 o# j8 _' |5 T
PCB 底层布局
2 X0 q: ?" X" `4 gPCB 底层布线走线 4 {1 H) g9 D( A3 Q" L
3.2、变压器绕制工艺:% e/ H1 P) ^- ?7 |6 A: p
- w6 i7 J+ c5 [( `; c7 {7 E9 }; Q
3.2.1 电路示意图:3 X3 X8 p \! a* e# K. j0 `
! A. S H1 v$ _" [# Q+ x2 I
" k2 [8 }0 e* Y9 Q! r: g8 J
3.2.2、规格参数:
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; k4 x; Y, o/ m1)骨架:EE16+磁芯加厚,Ae=38.4mm²;4 \1 C2 o9 B! q0 a1 v. K W. S
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
, b) }& N/ }, S7 @! T, i3 {; v# q3)N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线;N3: 三层绝缘线;
2 A0 i, P5 _/ z2 i. S, H. `4)磁芯接地Pin5;
6 z/ V/ z8 J6 h; Z5)绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带;
' D: d* c+ M! p( X3 W6)初级绕组感量Lp:1.1mH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);1 R; }+ Q% m/ a' k5 _& f' ?
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));% D. A, m- g+ X4 e% m
8)耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min; J, s, e! E. W
9)成品要求:浸凡立水;
* a5 W g4 \1 a% v1 h) u: ^! S9 `5 |2 P) o, Q1 N/ y
3.2.3、变压器参数:$ `8 w' r/ Y$ a$ _* |& Z" {
2 p/ d0 h4 ?' b6 d" o0 m$ ~3.2.4、变压器结构图:* Y( }% k. W# c+ g3 L, S/ m
+ s8 C& B$ X/ e' ?$ E) q1 o
04、性能测评
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* Q, T/ O# l+ f$ P" x. 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。
$ S8 Y5 b$ |" M* a
! p% A( H c# t: }4.1、输入特性:) q( ]% W* b! n& b
; ^% x$ b+ ~9 @
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。
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表1 待机功耗* _6 }" h& w0 ^5 }, ]9 V
2 w, |5 ? n1 d8 X# A( K' `; t' B( H; b" O3 K
表2 输出100%负载下的输入特性5 w! a# O$ E6 S
. u, N2 P2 p' o9 F
) y* k. w" R, c2 d* X表3 效率测试(带22AWG/1.5M 测试)
; I- @' h% i. p3 j c% z% A. f9 B7 k T. f) c
表4 效率测试(PCB END 测试)
/ z( `7 N. ]! [. V+ d4 T0 o. {" Q1 ?* x6 j+ w: F
表5 能效等级评估
% {* |9 c+ p$ e- e9 T( d
2 ^$ f# }( v1 E# B: p; q/ o, e4.2、输出特性:8 u6 v6 V. e N2 x
1 {3 u$ Q5 }8 `! Q! z4.2.1、线性调整率和负载调整率:
" w( r3 y1 X$ m1 ~7 K5 E
; T+ r- y8 W# g7 V) z: l6 M4.2.2、输出电压纹波:( Q, f) u+ L( v1 j. M+ Y
K! a7 _8 V$ e' D$ ~注:纹波及噪声在USB 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。
7 H6 N; b8 e/ F! }3 z
7 E- e# U. d7 u6 y$ ~, K* n/ |, ~
: F" `3 @/ L3 D3 R n8 T3 dR&N @ AC90V/60Hz,No Load
8 C8 K7 D4 D$ f0 MR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
) x$ L6 ^" j% T4 \: aR&N @ AC264V/50Hz,No Load
% K* R) i# v8 ^, L! D! kR&N @ AC264V/50Hz,100% Load
# @- V8 t: T! Q1 r, E- y; Z; Q' a2 w! N4.3、保护功能:% q2 M! d. G5 q$ K* S6 S
1 H: f& j. w/ C* Z! N) d; i9 n以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 K/ T' b& @2 ^
1 Y# P2 Q# }7 t2 B
4.3.1、过流保护:) K: j8 r- n+ ~1 r/ A( o
- o. a) n6 y) K, G4.3.2、短路保护:& D: ] k* l. H9 V+ e
" @; W5 E. N& C6 I3 u; P功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。. }0 J& F- h( C9 W
7 M) f' B/ r$ V- x0 b3 u4 R) k4 b Z& [- k w+ i' K
4.4、系统温升测试
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3 |1 ^8 A7 |$ 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时关键器件的稳态温度值。测试条件:输入电压分别为90V~264V,输出电流1.5A。
?. w/ t. k- a9 o. j1 H
, W: q3 Y [2 r9 n测试样机及配套外壳
2 L+ m1 M" X2 M) s; @! V% H5 b& }
4.5、动态测试:4 B5 i5 A" F) G2 \. V5 x6 V
" {; A/ m- N& S3 O& g( X ^
输出动态负载电流设置为1.5A 持续5ms/10ms,然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环,上升/下降设置为3A/us。
. I* e8 }4 C8 C
- Q, h2 x8 v* \2 d1 Y; K% P7 m7 M, R2 i, R# J& C
AC90V 5ms
6 X) [, p+ i) ^AC264V 5ms
, z( F( X+ ]6 q, @8 l* N5 L4 KAC90V 10ms % P- B( _- f( ]% g7 z) G
AC264V 10ms 4 x# S! `3 P3 ], [1 U% h# n
4.6、系统延时时间测试:
* v/ j' g# H2 L
" T7 n! o+ U- y5 e2 q3 {( BTON_DELAY @ AC100V,100% Load 7 s- r1 `0 v; B5 c
TON_DELAY @ AC240V,100% Load ' T% x" ~" r2 ^1 h. \
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
( ^. \; W4 T; M3 k, f) qTHOLD_UP @ AC240V,100% Load
" w& `$ f! l% U2 B- V3 s4.7、其它重要波形测试:2 R/ @/ I7 I8 s |
! \( M6 l0 H' A: h9 VAC90/60Hz,100% load CS 波形
1 V/ D- e- t h5 d6 L4 H SAC264/50Hz,100% load DRAIN 548V % H) Z0 ^# i; j$ T% U" T2 d
AC90/60Hz,输出短路周期1.5S
( [( ^& p' s6 ^' M! yAC264/50Hz,100% load VD 67.7V
% t& f! E' h8 X- l% R: d05、EMI评估测试0 P/ T) f, q0 N( s1 k# `8 K
5 w$ |3 U: }/ q, C; _5 P' O0 ]6 X" V测试条件:. I+ b) Z5 z$ z- f, Y
6 I% F% q' I: N0 U/ D! y
输入:AC115V/230V-50Hz;输出负载50W8Ω大功率电阻;
& w, }2 i5 p* f2 q" l( k+ e" X& ~限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
6 o8 ~" d2 A& r+ A) h+ `8 {+ X# P; C/ f0 y8 n2 n! D
AC115V-传导L 相
9 E( i( O' A* `7 Z6 @& P2 cAC115V-传导N 相
6 E7 O$ s, z6 ~AC230V-传导L 相 - p; z8 I7 v( E, d8 B& {5 v
AC230V-传导N 相 ! U0 N; w, x" w* O
AC115V-辐射测试
5 J9 G8 U( W o5 }AC230V-辐射测试 1 O% L3 e' A' p& d, _" ~: y
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