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

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。
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0 M" g, a6 X+ M7 \/ y% v% {6 q# N* {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：

. i$ X& U7 J, b( @01、样机介绍
; t2 I6 h( l. }1 ^3 s3 G
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 G% U3 i! z) Y* G$ lCR6267SM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。
- ^( `/ _* o+ Z- m  i0 U4 i  M
8 d9 }" [$ G; J& s( i' Z& ~5 s: bCR6267SM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；
# m5 F. F: y5 S1 c- S● 待机功耗低于75mW
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
5 r/ Q! Z9 ?; ?2 t7 y) x● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
/ w8 _; c3 x8 d! i8 u' c, e; X" m● 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
! o: r  X  U5 L8 J% f● 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
$ J8 P1 v: k/ m8 F4 ?● 内置过温度保护功能
● 内置输出短路保护功能
● 内置前沿消隐
) P! P( V& M/ S* d3 n- }● 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
; `5 i# l1 |5 C) _$ b9 a● 内置输出整流二极管短路保护
+ B* v# v' v  j/ O● 内置输出过压保护功能
/ z1 N; g( ^; {● 内置所有PIN脚悬空保护功能
" a. E" S/ m! X) [2 h7 r6 x● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装
5 p3 ?& q8 ^" J8 ]+ c
基本应用
9 r* @0 Y9 ~% K( }2 M; C' v+ d7 _! n● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC
: t" T: k3 D" Y1 k5 k# A
; t" @8 k3 ~% ?7 K$ I. v典型应用
, a/ R$ ~8 Q1 `- p' p$ l9 ^$ `

" M/ v. J6 S& R" n引脚分布

( Q/ \+ M( P- y6 D( L引脚描述
. @8 i% R( c$ H6 s; j' n+ K; O

$ a2 J0 [& i% v! k, Z2 |# NCR85V25RSA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；
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。

9 B  s" t; T8 ]- d6 q. N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。
/ {6 ?! {% }. K( A# o
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。

- V9 d. a0 \4 l! M4 M- N, p7 ]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。
4 K* M6 A8 I% v
02、样机特性
' U& B3 n# X: W# E0 q+ p
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。

" o  M# k: [, N4 D5 e6 I( ^' w2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
1 m8 t( R0 A% }* _

: N" n, l& a0 ~1 p2.3、整机参数：

+ T* H1 @; I+ ?( n0 ]. Q1 Y2.4、保护功能测试：

9 z, U5 P: N; k* t/ }5 R2.5、工作环境：

- Z& Y) l! Z' Q3 t$ J2.6、测试仪器

03、样机结构信息

$ m! i; b  ~# `. q. J' {/ _+ 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。

2 q* p/ l/ M2 B- V3.1、电路原理图及PCB版图：
% R0 z4 p2 J0 f3 {$ Z. t
原理图：

" L, p9 O$ T6 |! IPCB版图：
+ A" R8 z, X3 @! A+ \, a( C; w5 \
. [- T# y. ^" ?- X! j9 D. m+ j4 E

顶层布局图

2 ?2 G  U/ I: o) W- b

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：

* q/ y3 F0 H& @0 u1 q2 T. N* p  m6 O（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
8 d0 R# V  [/ b2 m8 |# a
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
6 ?4 ]- k' g  {2）材质：TDK PC40 或同等材质；
( _. E3 H8 U, U3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
) o: a; x; |2 N/ w" d$ y( s4）次级: 三层绝缘线
6 N& \9 |  o* H5）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）；
% @$ D( Q* P  _8 z3 q/ 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
+ b1 N) [# f$ D5 }, T+ ]
（3）变压器参数:

3.3、元器件清单：
3 F6 f2 p/ O$ f& V5 N( v9 Q0 {9 q

- Y( u2 z% o4 h1 ?
2 E2 e! H; ?+ F+ v8 y' D% C; H04、性能测评
/ E$ E7 A* T. s# j8 G) P: ^
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。

1 [+ H4 \6 ]7 }4 a  P: ~* `# R2 |7 g4.1 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。
; ]: d  r/ r* ~& ~) F9 g  n% a
5 z1 @) ]% u. X表1、无负载待机功耗:
" b' V- z# x& n0 G5 D: A  G1 O

8 X+ O4 d7 O4 g$ h  L表2、输出100%载下的输入特性

# p1 {! @8 O4 y! B; E- A& z表3、输出PCB端测试的效率特性:

' I1 T0 `: X7 @4.2、输出特性：
) V" [% {/ i! J0 K% d- N0 p) J
8 H9 a0 U" [3 A# Z$ E* X注：以下数据均为PCB端测试；
& G8 W$ i% }: [. Y6 Z
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

4.2.2、输出电压纹波：

, t& W+ [$ N% R  I9 q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。
  i/ Z4 d0 C# d) f+ R* r
$ h& }8 j4 Y1 Q* d5 I) {  [& B3 ]

纹波噪声波形图：

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

: f$ X5 W& l; K# u* N$ Y9 c

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

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 H2 i2 D; U' V
4.3.1 过流保护：
; {4 D4 A; K2 p% {5 w9 p

4.3.2 短路保护：
2 ]$ G0 q7 C2 h  l# v
功率计限流电流为 2.5A
, t% ]2 x6 T7 o  P

2 k# H8 m* h5 V3 v
4.4 动态测试：
& Y( N9 P6 z1 v
5 i6 Q% _& k4 @7 c: a% M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。

# O/ `& V) Z; F7 N6 X

& J' {, K& t# [, K. S6 |  p7 n

AC90V @ 5ms

4 x1 R* ]' Y/ r2 W0 n( a

AC90V @ 10ms

- p% \0 F, R3 D1 K

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

' o6 V) \9 `; {; U4.5、系统延时时间测试：

注：AC端、VO输出端波形图。
; W3 V; F2 M  p0 V6 J3 C

3 b' y, _9 X$ K# q2 D

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

5 e; k3 h! L; t

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

7 X( r" B) c/ l6 h, Z! J$ y2 y

AC230/50Hz，100% load

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

+ p" P& P$ F' D5 w- W$ Q06、温度测试
& e# q- ]; r* E2 T; f3 j
: y5 B3 f& l/ @- c6 N测试条件：40℃环境下输出2A测试。

' F& r2 u* k+ H# q. _07、EMI评估测试
2 L1 S- S' ~& Z5 L8 {7 C
4 R4 M; m# G3 _! u测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
# d5 d; d+ p/ n; _& R: h' O

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

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

0 S2 H* z" @. Z3 M+ G+ t

AC230V 辐射测试 PK+AV

8 _) ~7 g6 ^/ p1 {/ G3 p- _

AC120V 辐射测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

! \; W" f' ?2 @0 M* |7 M, |. M