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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+ M' Z# R6 w5 ~6 M: p& y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。
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6 r$ d: d# m( }( V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。

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：

9 q: E" g4 Y4 S8 c; G9 P01、样机介绍
) e- z7 R3 c: e
8 I8 O) E3 L5 ^! `6 [$ Z3 @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。

; l$ y1 U" X5 E1 s5 _3 Q& \

* E' B. [, _* F- Z4 P

1 C2 L0 `8 @3 ?- k" G

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：
0 c& w5 P" _5 v- j- C
3 `$ C3 _8 \( t$ E2 ?/ sCR6267SM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。

6 f* X. Z0 o# C( jCR6267SM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。
# u& c, ]) _! ]5 |' Q$ C% J
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
$ p8 V: o3 Y/ H/ Z$ q6 ]3 i● 待机功耗低于75mW
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
● 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
: m. r9 M' K9 A● 高能效QR控制模式
" a, Z: m1 C, u1 E1 k' M; `● 内置输出线电压补偿功能
% I0 g* `  S. N● 内置初级电感量偏差补偿功能
) T' P' S2 {, j0 r8 X; V$ r● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 动态负载响应功能
  A. O1 e" {+ q" ~9 j$ u1 n● 内置过温度保护功能
● 内置输出短路保护功能
& W) A' o. \7 _% X0 W7 M5 A● 内置前沿消隐
● 启动电流和工作电流低
● VDD端过压保护和钳位保护
● 逐周期过流保护
( J( N1 L. \* {5 ?3 T7 ]● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
' a. G: g9 q& E: F$ @2 y( x# X● 4个引脚散热
$ \+ Y1 d6 Q1 E+ Q! l9 }. E● SOP-8L绿色封装

8 r+ U3 m# n) h. x: l  F4 i) I/ n基本应用
● 小功率电源适配器
# i5 S* I! L7 D4 K& {+ D8 j) ?0 q" V● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
' y/ B+ `" [9 N● 电脑和服务器辅助电源
' |! p  p* T& @, f● 替代线性调整器和RCC
$ {0 Z3 ]7 M: s6 \+ P1 S8 E3 j
典型应用
7 c1 k( Y7 _$ w9 R# f; q

0 U3 b( D4 \% G引脚分布

引脚描述

- h! L$ V. I3 k4 Z$ B' F5 e% ^% |CR85V25RSA芯片特性：
/ }6 g2 u5 c6 H; z! V. j
● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
$ M4 k4 l9 |" p* u; ?3 p- m4 L● 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。
8 h/ Y+ y4 S9 }( ~
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。
. W- u' o! {7 _2 U6 {. P$ H
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。
# l! K$ K1 e- J
7 ]. y* u" m2 E- S0 ~5 vCR85V25RSA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。
  X0 U* G3 z& O/ @' Z( b+ n; h
% h( g1 A, e  O02、样机特性

! Y, b8 ^$ C+ ?* 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。

8 D& z  I! T% E/ d# o3 C2.1、输入特性：

9 D/ n0 p. a$ C3 R/ V2.2、输出特性：

) E. G0 J2 a5 [0 v- B* U) d! h2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
: u& w' P% k/ O& A/ `1 m, L$ o# A

, N1 m3 Q" ]" n1 {/ M  s2.5、工作环境：

! b% G7 ~8 F; c  o9 Z: C2.6、测试仪器

+ J8 J6 ?( J# j' R+ B( w8 \' q9 l
03、样机结构信息
5 o8 q/ ^4 O5 z; K
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。
& @( c) i4 r! |4 i) r- Y
3.1、电路原理图及PCB版图：
" q9 ]0 t' V+ N5 w& p& ?: z" h
原理图：

  q/ K2 u, j" W. A  E9 aPCB版图：

顶层布局图

底层布局和线图

1 a  G/ N- z6 S1 h" m1 c1 C$ T% u  i8 [9 c3.2、变压器绕制工艺：

$ c2 y) P1 P& S（1）变压器电性及结构示意图：
, O7 `( |" y0 B& p2 n

" G+ x# L4 _. t6 S. {. Y（2）规格参数：
2 G, S$ m# Q; h$ {
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
5 a) Z9 R6 P6 @( ]7 `$ l, e$ W$ t2）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
: t( {0 I+ G1 K( W3 \6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
# L5 K9 w3 k+ H) B, H) h( ]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
9）成品要求:浸凡立水

（3）变压器参数:

& s* [/ l: P7 |9 {, L3.3、元器件清单：
; y( ^+ g. w/ I' r# B8 G  n* i

. [* T: }  y" J! Q" b
04、性能测评
, `9 Q+ O2 h" S! V+ f6 r+ G$ ^
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。

4.1 输入特性：
3 w. |! }/ P/ ]4 s# a( k( ^; S
; b2 q0 F* L0 S3 _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。

表1、无负载待机功耗:

4 R; U$ g: Z) z* p0 w表2、输出100%载下的输入特性
9 A6 l3 E/ P& _4 i

表3、输出PCB端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

; K) k$ g0 H$ J2 s+ X+ \注：以下数据均为PCB端测试；

4.2.1、线性调整率和负载调整率：
* t+ \( t: K8 g% m) T

" O( O# j+ ^2 ~! K7 x- e# r4.2.2、输出电压纹波：
% l- F  W6 l" V* I  H  j% x, {; y* m
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。

纹波噪声波形图：
& `& L" j. b. h9 B. K. Z9 |3 _+ M% R

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

5 ]% \, G4 |$ [" K

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

: E$ N4 {6 z* t8 b! c1 ^; n5 i

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

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

4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

6 K* E2 u9 s( V- G5 {: q4 S

4.3.2 短路保护：
( m: J# x1 q# I' R; u9 Z+ U+ V* R
功率计限流电流为 2.5A
" K5 m, V9 T5 C$ W6 X

0 K( Y9 j8 Y  |9 B  d( U
# y  z' L3 T% t& M' ?. p! g+ z4.4 动态测试：
% c) j0 o  u1 T: b
2 W" t  s: V$ p% W  h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。
) M- Y7 n& f( D
0 }3 Q5 Z2 U2 N: a4 A7 ~# b- a

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

0 e. ~9 i3 K% n, x8 W4.5、系统延时时间测试：
4 O2 o/ W$ a4 t) Q# p9 G
1 C2 ?. P. K2 c% f注：AC端、VO输出端波形图。

- d; R4 O) Z+ V. l& T- L# q7 X

1 _# g' a0 |2 x1 K( N& b: b

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

0 S# L5 ?- ~6 M

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

7 a1 ]5 R: M, l% ~# r+ l

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

DRAIN端、CS端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

8 p! t( n0 X9 A( j: f+ {

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

0 s$ G% [* |& Q0 d) b: ]2 h

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试
( {, _) p9 s. S( ^6 K: D/ N
测试条件：40℃环境下输出2A测试。

07、EMI评估测试

测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

" g/ P3 u/ h! S9 Q! R, O

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

2 T+ Z6 H9 }! \8 u# q( h+ C

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

% W* W! `. I8 m2 e

AC230V 辐射测试 PK+AV

9 k% ?7 L. ^' i2 x: T! |

AC120V 辐射测试 PK+AV

) ?- H: @, o- y+ n$ t

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容