两颗“芯”，带你参透24W电源适配器方案的奥妙之处

思睿达小妹妹

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6 y: {6 I5 Y4 w5 P& A3 c, I电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。
. |' V  y4 S  `/ U
! c6 j; g1 a" x- k电源适配器广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域，并且在这些领域都有着不可忽视的作用。
9 q+ N  j  ~% W! d7 \$ ^
今天要给大家介绍的是本公司24W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下为方案的具体内容：
' R5 R, w5 W6 T+ ~/ K( K$ y* e
0 y" \7 U- b0 E2 ^% F+ |01、样机介绍
3 i2 j/ L8 k- G; E' d( B
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CR6267SM、CR85V25RSA。

  e% Z- b& I1 h" D. \

$ e5 ~5 v- u1 s* x

$ y! \! s+ T: c! x( j

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

6 Q/ o, m3 f/ y$ @3 F" e; hCR6267SM芯片特性：

CR6267SM是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6267内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。

) Q4 B5 ^" X2 CCR6267SM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），CS引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，输出整流二极管短路保护电路，输出过压保护电路。而且内置所有PIN脚悬空保护功能，使得芯片具有更高的可靠性。

; W* R4 O) O5 {● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
● 待机功耗低于75mW
- ~/ r. {2 ?" j: r- s) e. l● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
* V2 E3 t: A4 A  L$ {. u2 Q' m3 s9 e● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
● 可编程CC/CV模式控制
● 高能效QR控制模式
" W  Z* @4 p% O. _1 _0 R● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
1 ]; Q, m- G  p" o● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
+ o4 K- g; e0 _# @7 B● 内置输出短路保护功能
● 内置前沿消隐
● 启动电流和工作电流低
6 Y; Q3 ^6 P8 e- T. M● VDD端过压保护和钳位保护
● 逐周期过流保护
● 内置输出整流二极管短路保护
$ z; [# ]* ~: X6 l4 d, ?7 \● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
+ j& T- O$ y! M  Q; U● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装

基本应用
# B  D1 K1 z1 h- G& c! D0 G● 小功率电源适配器
6 H. l% Y+ A* n( c) A, [9 @● 蜂窝电话充电器
/ o7 t. k% b% Z7 f" H6 l● 数码电源充电器
# u0 G3 J! |, Q8 B● 电脑和服务器辅助电源
2 H  K, g; K; Y6 z/ Q, |! J' F● 替代线性调整器和RCC

典型应用

引脚分布
1 t7 p% J# e# P* j9 y4 ~0 {7 ~

( G; w" |/ A. @. ?+ ^) u引脚描述

CR85V25RSA芯片特性：

% b$ \! I/ ^7 n) w0 y/ B  B- d% `● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
) }! b1 e3 V/ t5 |2 A. a
该样机是一款基于CR6267SM设计，全电压实现12V2A 24W功率输出。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC240V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>86.8%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。
  I' a5 G, f2 }' ]8 {. B7 C
9 \/ }5 h: L5 m: S& z7 K  M样机尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，样机的变压器，采用了EE22加宽加厚磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET，具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2A电流以内的应用。

- u5 Q' H5 \9 Z$ B' s02、样机特性

7 Z; t! |# u( K6 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。
: E8 S( y3 I+ b1 h6 Z3 ~' q: x8 n
2.1、输入特性：

: U( `$ @+ x" p' y) f2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
/ N8 N+ Z: v  e2 t( X, e. b+ r

5 ]2 l# e" {. ^2.4、保护功能测试：

+ v6 s8 {, l2 C8 A2.5、工作环境：
2 i+ C1 n! F6 J

5 i  E" F& \' k! R2.6、测试仪器

03、样机结构信息
7 F$ s$ B5 W5 a- m/ W' u1 l0 v
' T$ H8 @2 L% G; s9 k4 E4 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。

3.1、电路原理图及PCB版图：
! W! X0 t$ |. K' f: F6 O4 N# \
1 J7 ~' e2 \/ l) r# h! U0 X原理图：

PCB版图：
! {& o9 x; {  n1 }; d3 ?  I* _6 _
" \# n, G" M5 }

顶层布局图

" u0 }6 ~2 |7 x; @; c' L+ P

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
: R. e- U, j% s) P* r" W& q( S
（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

, i3 ]" r5 F( p+ i8 M) R1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
$ r: _+ |- q' z4 W! I2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
. l, }$ ~" R! V0 ~# L3 ]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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
( `) g! E2 S. g2 ~) t9）成品要求:浸凡立水

% W: u6 D+ i/ c- Q1 B: _8 M& K6 N（3）变压器参数:
3 e; d* f2 n0 n! S1 j$ \

3.3、元器件清单：

04、性能测评

, Q7 {4 }, P5 m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。
' g! L: O& R( O# f' t" i: m
4.1 输入特性：
) k  G8 P; X7 G% G/ g3 O) y3 G
+ M* D0 d" j- o- {/ E  y2 Y( _+ W9 a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。
9 @6 ?3 f7 k; ?# C' }
$ P: o+ ^1 W# ]4 j# f表1、无负载待机功耗:
/ u9 z0 r; C9 h# W" w. h. n

! S$ V& H) ]! l表2、输出100%载下的输入特性
- ~) m5 V9 Z. X! n2 }- J

5 d' s' \" E) [5 U表3、输出PCB端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

; E8 Q9 \1 O( C' D9 d% ^2 ?- i* _注：以下数据均为PCB端测试；
, `5 x7 ]& V8 g4 l
$ C1 d, c$ o/ h* m4.2.1、线性调整率和负载调整率：

  j. {; V. P$ k1 t6 \9 _& W4.2.2、输出电压纹波：
4 Y% _! Y) _1 B2 S$ b
注：纹波及噪音在10cm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。

4 ~9 C% L& K5 a. @: m% E4 B纹波噪声波形图：

Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load

8 f6 ]2 U2 r0 `# T

Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

8 r" H3 [' |) t' X3 P& x6 e5 `

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

6 s& s# r% W" t2 [

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

" Y0 L' s0 D8 ^% t, S* l) y4.3 保护功能：

! w. ^# C; H6 |3 r4 m, t以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 c1 `3 w* R0 t
% k$ h/ F; k0 \8 `4.3.1 过流保护：

- F: i- g" l) x4 X+ K! l  |+ l' O

( e6 O% b$ t' L- m9 e
4.3.2 短路保护：

" G0 {8 Z; m9 U/ t0 A" E功率计限流电流为 2.5A

4 H9 W- e( q( O% `% Q+ q

  x! @, |" N' `( Q& M! \( T: x! C* N6 t4.4 动态测试：

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5A/uS。
; k( p5 P3 E: x! Q$ O  j2 V
) f/ c8 ]9 w1 n: _% o

) g2 `) P* _8 V  ^5 Q. f

AC90V @ 5ms

7 f% c# Y( [6 o: P

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

8 P$ U' s) Y6 J' C

AC264V @ 10ms

# i* c) Y; i9 v/ y, P4.5、系统延时时间测试：
8 w; ?) g/ `3 y" k: e3 H
注：AC端、VO输出端波形图。
+ n4 a+ M0 I" H; o. D# E( y
- M6 m- O% z+ P0 }& L/ }' S) Q

. ?$ Y( X# o1 ?+ \- a3 ]& ^

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

7 @2 M6 }7 m$ P) L$ A1 a' H- a

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

. b* _( |& W  J5 Q* l' m

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

" [" T' T, v! _( S2 _05、其它重要波形测试

7 ^4 g8 u1 F$ e" x* p! @  aDRAIN端、CS端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

; o8 E% l* b+ c% c& A5 r/ K& A( T

AC115/60Hz，100% load

+ U9 l1 v4 i. d4 C* |, N

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

- |/ g: O: {. \

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试

测试条件：40℃环境下输出2A测试。
7 l( \' X) O  R; Y: T/ `# X

- Z! j# D: o% _' W# v07、EMI评估测试
- S8 r* T, e8 g8 P6 F% `
/ l- j  j( n* W9 F测试条件：
% T. e+ a  v1 ]3 Y9 Y  [7 Q输出电流：2A  负载类型：电阻。
/ U4 T0 S: X0 d) J( i: P限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

, T: `: |1 x, a& w

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

! }; o9 p: {8 N+ m! ?

AC230V 辐射测试 PK+AV

AC120V 辐射测试 PK+AV

) [) h. b! c5 _( q

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

8 F& J+ @1 g0 \$ O* ?) h2 ^! \# i