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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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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% K- r8 o) Z  [% ^6 d: i: H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。
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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：
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01、样机介绍
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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。

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CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

1 y& N6 z# ^4 H' e, B+ t! b6 i) j$ }6 uCR6267SM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。

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。
4 v0 K; J- _4 s3 ]5 l8 _
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
6 ]8 f  q% c9 A6 h● 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
● 高能效QR控制模式
● 内置输出线电压补偿功能
+ q4 y5 ]' P4 `$ ?6 t" g● 内置初级电感量偏差补偿功能
3 O/ ?$ r5 s! R, ]2 b) c● 内置全电压功率自适应补偿功能
, ]/ D4 M4 `# c( z  r6 Q● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
● 内置输出短路保护功能
+ ?9 a& r0 l5 X6 `7 V, \● 内置前沿消隐
2 I0 t( k& j: F7 I● 启动电流和工作电流低
● VDD端过压保护和钳位保护
0 N  t# o: E+ u# h0 r( {● 逐周期过流保护
5 \4 d3 g, g. ^% `5 j● 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
) C/ Y; X3 _7 h● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装
, e% B+ E& L3 M, S2 G
基本应用
● 小功率电源适配器
: y8 W1 x* ]) J● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
. B0 x+ O4 j( p7 q0 h/ H● 电脑和服务器辅助电源
. r" e6 u! c5 Y' r4 N● 替代线性调整器和RCC
* J/ w4 x: y0 `
典型应用
' g7 ]8 _! E, ~

. e* @- @. E6 c引脚分布
' \1 ~& X+ Q  h  H# Z

引脚描述
) \0 X4 }1 u; [6 b- y( t

, z3 J5 ^' h5 c8 M$ d. ^, p  \CR85V25RSA芯片特性：
4 K0 ~7 v: Q. G* c7 }! H
% h+ i! p& A5 R! N1 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；
$ ]' u/ h! I% |+ G2 ^● 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。

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。

- ]& b3 J1 j8 G5 nCR85V25RSA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。
" \; \. H+ b0 A0 A
% x& @$ X8 a& \: d- J02、样机特性

( z8 D) x9 q2 s5 E$ ]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。

0 |5 N! r* P8 g5 ^5 H2.1、输入特性：
2 t& q7 }5 F9 O* C0 |# J

2.2、输出特性：
, ~. z6 f! W, d1 s3 G  b

2.3、整机参数：
. a" g( Y" X: ~! p

6 p! S* @- J8 }2.4、保护功能测试：

) Z0 Y& m8 ^3 q  C" i2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

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03、样机结构信息
  w* u0 C) v4 V7 Q+ i* \6 m
' ^2 v$ x8 g: x9 b8 o' M/ R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。

. u- M9 c& x( y' d1 y3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：

7 u+ z2 S' K+ j7 SPCB版图：

  R" `1 c2 u. V# A* N+ R7 G8 \: n

顶层布局图

" c+ G; l4 q' j/ w3 M4 q2 r  ?

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
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（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
4 M% f/ h2 w4 @! j  B
1）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
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）；
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
7 ^3 m2 g0 D" O& z8 M4 E, v) _9）成品要求:浸凡立水
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3 o1 f7 A% q. x" Z（3）变压器参数:
* t  U. x2 s# N: K

& u4 ^0 N( d) j( t# d4 c! j3.3、元器件清单：

04、性能测评
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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。
+ J' B  b% D- y( T( {
2 u6 i  H. T- ^# w4 L3 e" E7 L' Q4.1 输入特性：

. ?- A9 @) T0 {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。
/ n; }; N8 P$ A7 G( G3 P, p+ a
表1、无负载待机功耗:
: X+ i/ C# H# D( t6 S* m7 L$ j1 E

表2、输出100%载下的输入特性

1 E9 ~7 B  P; q  f8 `9 }5 g  q表3、输出PCB端测试的效率特性:
6 a$ J9 w  R( R. u/ E  L

4 l! K/ q9 u; M- G' P4.2、输出特性：
) F8 L0 n  c. r$ e
3 [: W: `% F( T/ g$ f# K8 _注：以下数据均为PCB端测试；
1 I2 _. M) i, g1 x$ R
% C8 Q2 ^: {" d4.2.1、线性调整率和负载调整率：
% n& m; {: L$ H- x8 E

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。

* C7 U& G2 A8 B& }0 s纹波噪声波形图：
' X0 n; Q4 X9 @/ A, a8 M

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

; {& N# r+ D% r5 S; Y

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

9 p# R5 p% F% u: t$ Q

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。
! q- S# T8 E! O7 i
3 v, i+ L6 Z5 D4.3.1 过流保护：

1 \. W- ?. p/ P) r& @9 }8 _4.3.2 短路保护：
* D8 k% ?6 K, \5 s
* i) L5 Z: n& K6 J- m3 \功率计限流电流为 2.5A

; s5 c7 n% p6 N& w" O4.4 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。

! h9 V3 s1 R* c* n

/ N$ T; [: k) \  B! J

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

! A- C! g1 B: Z5 \4.5、系统延时时间测试：

, x# p9 G/ ~8 X6 g: I) m# x注：AC端、VO输出端波形图。

; K" Z4 n/ [/ l9 t, e0 _

( G( M8 R3 ^, |' c; N

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

5 W. S) u2 v  ], i* ^

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

+ `% `* l# Z$ C

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

DRAIN端、CS端波形图：
' @& y! _! m/ }! e
* }$ J4 z: X$ I

AC90/60Hz，100% Load

9 y+ Y6 H6 S3 {& e4 K: O

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

8 l- _1 j% R, j; w  }

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。
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6 }) E# r4 m1 t. k3 H) v% E07、EMI评估测试

测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
2 B1 ?" o/ m; M+ h! D" w( R限值标准参考：EN55013、EN55022B。
7 ?6 I9 a" x& e

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

* I4 o9 o3 B4 v7 a8 D, x

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

7 f4 m# t. c) W

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

) q4 M  e$ q8 {# I' r# x

AC230V 辐射测试 PK+AV

3 H# J! ~, `9 |2 i! l) c0 m3 O/ {6 w

AC120V 辐射测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

: n8 M2 D1 i' J/ b

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

+ o: `/ f1 M; q, {; f0 {