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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+ O  ]8 k# [0 g+ k% _9 }3 ]) j5 o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。

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。

7 V0 [" O  p# L1 N  t: @! b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：
2 u; X7 e4 ^: z7 i) K
01、样机介绍

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。

$ w/ `/ q4 o4 G4 s  A: _, h

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：

  H6 f# o6 M) K3 TCR6267SM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。
* w: @) _' n6 x) n5 Z4 N6 A
CR6267SM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。
7 K6 N6 L2 `: d8 E# ^. ~% Z- ^
● 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
& M& m. i& M; O& k● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
1 Z! P9 _& D/ i0 k● 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
● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
; Z. Z7 L; Y' L% N& b● 内置全电压功率自适应补偿功能
/ V; I" i# V; L1 m. X2 Q● 动态负载响应功能
" @/ E8 n! k0 u( P  A" o, T● 内置过温度保护功能
8 }9 d" z, U( E9 r" N/ g0 e● 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
5 J: k+ G* V1 b1 u& v● VDD端过压保护和钳位保护
+ J1 W1 s) n% y, c' x● 逐周期过流保护
● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
' i0 u* v, B5 ~0 c● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
7 W# e& v" g! m# H  L& d& M● SOP-8L绿色封装
1 }4 X; h. S- P2 d4 b  \
基本应用
● 小功率电源适配器
) }) c: P( |3 R8 s, }8 u9 z" [" u● 蜂窝电话充电器
  d! Y0 Q$ X3 R2 J" I$ b● 数码电源充电器
● 电脑和服务器辅助电源
% t' K7 Y2 m$ N! ^4 s/ ]● 替代线性调整器和RCC
  |2 j7 s+ z$ K% d5 R
+ W2 \. p/ p/ f; H; e/ O: R典型应用
4 ^) A* f3 H4 k+ ~- X. C+ O

引脚分布
7 L! R7 C# u0 g: ^7 J7 B' B

引脚描述
6 q5 P$ k, {1 c  n

0 x4 w: N4 Z/ I+ {9 U1 z' A0 z& `CR85V25RSA芯片特性：

● 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；
6 T/ S8 k: i' s9 g( _● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。

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。

/ B; ?  W+ C. i( Z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。
0 S% w+ V6 S7 _3 ~4 N/ A
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。
% X6 V# ^( N" i, i( Y$ M
: B. v! y& Z3 O- z- m; p2 D02、样机特性

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。
9 P- [1 D% }' V' v1 A" _, j
2.1、输入特性：

* @% y/ K% _, V, Q2 B2.2、输出特性：

4 u* Q# R; T) I4 L2.3、整机参数：
% w9 ^7 j* u+ F% A% e

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
( X1 Y; ~" ^5 C: T9 K# l  F

2.6、测试仪器

: |: G/ C$ h$ Q0 J
03、样机结构信息

  W  R. B  Y! q- h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。

0 R$ C8 R1 z% u/ E. j, _- J3.1、电路原理图及PCB版图：
; H, S( r9 x' a; ?6 K
0 {: |% d5 f: V3 q1 b3 G3 S原理图：

PCB版图：

+ D( [' I' A* {

顶层布局图

底层布局和线图

# d1 ]7 l3 u* w3.2、变压器绕制工艺：

6 ^% }% M8 M: W' Y（1）变压器电性及结构示意图：

; [8 X( _* M$ \) |% b* t: w（2）规格参数：
3 w7 g; k0 T- n, d( G" I* b4 J
, ^% ]4 V+ R  S$ P+ p1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
% _  V( Z1 F1 S' m+ I# m6 p4）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) `% ?8 e& O7 y3 d2 p( i7）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

! N, D( V$ d; F" ^" s& a（3）变压器参数:

" d7 A8 U9 e* }, ?4 n* Z" m. k3.3、元器件清单：

04、性能测评

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：

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。

! m& T( C  ?$ Z) u0 {表1、无负载待机功耗:

8 n% r: d' @5 T1 Y' p表2、输出100%载下的输入特性

5 P9 s9 P5 R) R, a/ e' X3 `2 e表3、输出PCB端测试的效率特性:
4 S7 M: ?$ Z1 k/ {- `0 P5 Q2 c

$ Y, K6 v/ W; t$ a9 T4 U4.2、输出特性：

9 ?* g/ }4 q2 P+ m) F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：

  J+ t9 j  i$ a% s; Q+ P; P) d4.2.2、输出电压纹波：

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。
: t* I/ U* \* i

9 E& N3 O; b6 S7 H9 _纹波噪声波形图：

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

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

/ g+ r: f# o, b, E# e

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。
3 H% M+ `; g/ m5 {( r* P
9 v: \. ~) n$ X/ b+ h# T; B4.3.1 过流保护：
+ S( x5 I# r  E

1 i5 x0 u6 V8 `% s5 v5 U% D% n
) t9 m6 [) c* F2 v+ t4.3.2 短路保护：

9 z: }- k7 C$ C5 r& q( \功率计限流电流为 2.5A
1 d2 S& l4 s" {
  Q5 E* @1 k: l, t8 R* d

+ P/ U, D# Y7 p2 D" R$ b1 _7 B
4.4 动态测试：
9 x, ~: ~; p! A4 ^/ p0 t
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。
0 w3 D8 W: N$ \

9 m; D: C- b& f; o' a

AC90V @ 5ms

: [3 R; w) X& X5 b

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

. y3 d9 W0 U, d& S* P/ O& Z* @4.5、系统延时时间测试：

* d8 I6 m% n' M1 h! ^6 [, D2 d注：AC端、VO输出端波形图。

2 O/ V2 S. \5 B4 W( b; J' |

. r5 e7 b# J) Y; p5 o! ~; H% @

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
. J* Q# Q* z; {- {& H9 [2 s
DRAIN端、CS端波形图：
, j# D) }5 ^% C" D, k
, a$ A9 d8 ~- t; r; R6 O! O

AC90/60Hz，100% Load

/ M' G9 b0 Z# Q7 V; S

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

  S$ _  O6 x) i) G+ l

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

4 o9 \% q4 x1 r$ f* `06、温度测试

: I) z  x: I, J) O- N. n) e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。
2 `+ s+ }" S& N限值标准参考：EN55013、EN55022B。
" t) K4 }3 \+ b: H5 U

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

, k+ D3 a; T$ l& i

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

4 T4 G1 z" Y0 ?5 E4 [' I1 X

AC120V 辐射测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

4 p' j/ u$ T0 o0 t# Q

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

+ T" b) O/ m1 l) C! c6 D