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

: Q* I+ T& n% t. |/ F& {# Z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。
: E% K0 {$ L: R" O& H
( G. A2 A2 D7 a. J1 n9 C+ _% 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。
; X$ w) U/ U) i7 Q
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：
5 ?# g- E4 j/ O
; j' ]1 K+ X9 E: y) w+ t01、样机介绍
$ j0 w; N8 _- s' k! j/ N
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。

1 U( l% ~9 o* P: L

$ F) A* N+ p8 W# y' G& g1 H6 ?

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

3 {3 U/ U. ~) m5 K9 R% T6 CCR6267SM芯片特性：
. n) c  v2 m; M! F
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。
" W8 I! X5 W( n. G3 [  b5 R7 J" 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。

● 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
) B2 F' b& J+ A. \# g● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
; L5 D$ v7 c, s8 _● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
- p9 Q7 R$ q  i* U- M6 z9 Q4 j● 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
● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 动态负载响应功能
! C# ^6 L1 `7 N6 b5 T● 内置过温度保护功能
  x) ~5 ~- v  k1 v: H1 n# E, E● 内置输出短路保护功能
2 S8 N( a  L9 S$ R● 内置前沿消隐
6 ^: v# q% S) t  J● 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
& z2 A: b  }6 [! [* W+ Y● 内置输出整流二极管短路保护
# p) Q/ B/ v/ Z8 [, b( M● 内置输出过压保护功能
4 j% f. t( \2 l' S. T: F% c3 m● 内置所有PIN脚悬空保护功能
" ^; C, I! R! N$ Q4 [  Q" Z5 F) C● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装

6 e( m9 O3 F9 _; j( W' t" X基本应用
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
# d2 D9 @1 A3 ]9 ^/ O● 电脑和服务器辅助电源
2 D8 b8 Y; ^1 {● 替代线性调整器和RCC

典型应用
  m  s6 T6 W* L0 n, _, r% Q+ A9 d+ |6 r

+ ?; h( n% Y! o4 L引脚分布
$ H7 |. H: V: h; x( x/ {. k0 v

引脚描述
9 O+ D8 \) |4 W

CR85V25RSA芯片特性：
. Z* R2 p8 q7 D2 m2 N: w9 l
3 w( w  V" @6 B. T5 w5 @4 S● 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。
- @! M0 k0 [8 F3 t5 {9 k
' A: s) `+ {$ d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。

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。
4 ^0 b: B6 w& E
" E* i  \  K( k- n* X) YCR85V25RSA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。
1 Y+ q  b) i, u' p3 @$ R
02、样机特性
/ m7 J  h1 v9 V5 k. K; {; }9 P1 j
4 U4 |8 w: j1 i- A' t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。
& j+ ?- z8 Q8 V5 S8 z
$ p: R- ~, h+ K5 n+ t4 I+ X2.1、输入特性：

2.2、输出特性：

8 n! ^* ^1 g# l: k/ A8 r- c2.3、整机参数：
2 m% W9 a9 A. i4 [8 p

" R* w7 S2 ]6 s2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
: c; {1 Q! f8 E# N$ \3 ^

2 L" n7 [8 t! a' [0 D9 b
03、样机结构信息
" G3 _0 C. ?, t7 `, e2 R3 B. L+ d
! m6 g& ], T% Z5 a! M, m: I( C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。
9 y* \; f1 Y) W" u+ M# e; g
- b1 ^0 i1 z7 {3 ]7 A. t; \3 n7 d3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：

PCB版图：

顶层布局图

. G  v) |( I% |- W$ V! Q1 V0 n9 ]

底层布局和线图

0 v: w4 V$ x  f( R3.2、变压器绕制工艺：

+ ]$ P& c& I4 K9 w) b  X; A（1）变压器电性及结构示意图：
1 V, F: a( o( F4 S. b

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
. `: ~; A9 B* J6 Q6 \* v3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
* i7 u$ w+ t0 d7 [, W5）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）；
) {: W* }' L0 |3 }/ m7）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

( R8 t8 Y! ~/ q' M2 [（3）变压器参数:
, {9 [: E. I7 @$ F- Z

3.3、元器件清单：
5 U. D( v1 {2 \" ?6 ?+ r

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。
2 Z$ Y8 }/ i3 |$ u
3 U: K6 ^; v' c% V# N% v5 N& }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。
% v5 O% d5 G3 G) j/ }- R
6 L6 X5 F% a& G- ?表1、无负载待机功耗:
0 w' K/ {/ N. C* g5 Z2 U7 x

表2、输出100%载下的输入特性
+ O# {3 `% j& o* K  p

3 Y1 ]. v+ ]1 f8 s, [0 ~表3、输出PCB端测试的效率特性:
" i- L# ^$ k! Z, d9 T+ L+ l

4.2、输出特性：
4 U# y. ]9 k8 n
& M) C" s& s, p/ B% r9 u, p1 c注：以下数据均为PCB端测试；
1 Q( @9 K& C3 \2 D7 l$ F. i
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

4.2.2、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。

/ b$ V9 [7 T# s  Q  {0 q8 x4 c

纹波噪声波形图：
, [: n5 v  L0 s& J# P

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

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

- ?2 v; ~8 l& u( Q2 ?

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

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

# U6 I. p; z: p) g. J4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

5 B3 j  N/ o6 A' w4.3.1 过流保护：
8 K0 K4 t, t# ^8 B
: X+ M% U6 v- f% ^3 u

4.3.2 短路保护：

' V. S  c- x" b8 C- Z- J功率计限流电流为 2.5A
& I7 ]4 n- D. O/ _) g' z7 Z

, c' \# U3 F) X4 j+ H8 o
0 f0 c. F2 c( W1 W" Z' y4.4 动态测试：
+ u% c3 b9 c( \% g# A
* [8 u7 L9 N% K7 T7 C9 P. F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。

3 X9 r' `3 n% Q! X/ j5 F

8 @0 p- ?3 Q' m5 K5 \

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

( ]# n6 ]7 K/ R7 P: n$ [# a/ {注：AC端、VO输出端波形图。

8 S8 C/ w4 V; e6 v$ q* N

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

! D5 d  f2 d0 b  t& n; V: I& H: d6 |+ u

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

( m8 Z8 ]4 A! R. d9 ^$ A

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
% E3 }  ?0 V; P
DRAIN端、CS端波形图：
7 t0 H. N$ o6 {% p  `/ j
! y, D% R8 }4 H

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

; U& N( z0 F( _) Z

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

- j4 C3 i- Y% [- R3 n% ^

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

/ ~1 D& W* j7 l+ T% {

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

$ }2 O2 s2 q) w* D  d) S! \; I06、温度测试

1 D) W; B" H' b" \: Z测试条件：40℃环境下输出2A测试。
% k" D# P  `. v2 v+ K, J7 g4 o: M$ c; N

07、EMI评估测试
+ a* k: j" \& a* Z& B+ l7 K. [
2 M+ ~3 `0 ~2 l* S: S. z5 j+ h2 Z* v测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
- D6 ~  M' b0 K) r+ \

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

  ?" d0 \7 o* d, v; ^" p: H

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

, X, \! }6 M# W1 t$ L* x; L

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

' R4 F2 @4 V$ P9 e6 A' s7 F

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

& A; p4 c- l1 N; r- U

AC120V 辐射测试 PK+AV

+ P5 ?9 q2 L4 @9 l* a

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

9 d' m/ \4 d$ ^; o+ ]2 h( y. O

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容