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

" z  h" i2 u$ s' s) R
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。

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：

/ d  j- P0 a, I* \01、样机介绍
( q' K" P5 l9 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。

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：
$ H5 B  c* b! f4 q' n% e  X9 L
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。

4 p; h' P! ]% m, |. UCR6267SM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；
& ^+ K0 N& p7 L, i1 h# O6 |  X● 待机功耗低于75mW
; m$ O) ]# s3 k: S! n● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
# k7 z7 }5 R/ \0 _. k6 x● 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
+ ?( X: E) E' p5 z● 高能效QR控制模式
2 x7 U% Y8 n5 r" `/ v  o● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
9 W2 I9 U% `; Y, ~● 内置全电压功率自适应补偿功能
8 v$ f; L" w2 T. J8 m) c' J! P* n● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
0 E' f) @) W1 D● 内置输出短路保护功能
  U$ k) I1 A6 l% A/ i) {1 s● 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
● 内置输出整流二极管短路保护
' K- n" q! Z* y! w! A, z. |/ h- S● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
, V9 l& L" m/ e; i● 4个引脚散热
/ @( _1 G# ]5 q( g# y! j$ q- X● SOP-8L绿色封装

基本应用
● 小功率电源适配器
# h$ ~5 Q: k- |3 }3 D. \6 R. J2 {● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
. C! Z5 o0 {1 ~● 电脑和服务器辅助电源
4 n8 Y. T0 w9 L* X4 S● 替代线性调整器和RCC

- c- c4 y8 P6 G4 n0 t; Q4 x( I& H典型应用

4 q, O; L8 S$ B引脚分布

引脚描述
- H/ O: F7 X; N' d' S

CR85V25RSA芯片特性：
" z2 I5 u/ V4 Q9 O. [
6 y7 M$ K+ m' J2 y# 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；
2 h4 ~  B( {' q" e/ K1 v$ C● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。

6 `; g. s- q( y" L6 @/ ]5 M; p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。
1 \8 c3 a$ c: H9 H: X; x
" \( @) }5 t% W. I! f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。
3 ?$ g( C4 q; S2 x
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。
7 b6 @$ a$ p5 ~# ]* K  u  F
* L7 \+ a9 I# U02、样机特性
* G) D0 V" A6 f& ^4 Q8 R" x0 a4 i
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。

2.1、输入特性：
7 E  f& t- l1 D( M

2.2、输出特性：
: N. E6 |  r- t0 H7 t

/ Y, E* J) g# I+ [+ _: U: X2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
. B# b- {+ j. ~6 Y; G

2.5、工作环境：
& {3 j( |1 r& O, B# I5 {% x

$ J" f8 L1 A, E) d7 |2.6、测试仪器
: B2 m* n% e9 C% p- _, x( ~! @

03、样机结构信息
; n: {3 `4 \" h! G8 a5 q, E
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。
% K3 t- V$ n- C# ?
1 ?' G) M$ X% u- D9 o9 {# B! O2 Z& v3.1、电路原理图及PCB版图：
8 `8 @+ J& C, |/ v  s7 F
原理图：
7 r8 ?$ N, m8 _) m+ k

+ A, }, K. E( h0 }- }$ RPCB版图：

$ N( I+ u$ Q5 @6 `& b  }* C8 o

顶层布局图

( K! z; P, B* t3 k* o. O( \

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：

（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；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
* N, e) }1 h0 f" T9 [4）次级: 三层绝缘线
+ p4 n. v3 m: Q$ |4 f5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
7 ^( s: l* N* N( Q# [& m( N6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
* j3 o& y7 y9 M2 N7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
+ h6 B- }$ i8 ]9 v$ h" ]* k8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
- d+ k* B: M- S9 g0 O9）成品要求:浸凡立水
& g6 w0 Z% Z( L1 q' U' Z' O6 p0 b
8 O, E" c2 Y4 j& m1 l* c（3）变压器参数:
% B, J0 u% q) P: b& G+ M) S, h; u

3.3、元器件清单：

04、性能测评
. K# b2 s7 s, V9 b
% E7 f0 B  h4 t/ e2 D3 F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。
) `# G5 ^( y, g/ P1 Z+ x
4.1 输入特性：
1 Y5 o, u6 V$ a
2 L1 ]  N4 [( F; l9 X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。
6 c- R5 I% y# a' K3 ^- e
表1、无负载待机功耗:

) u0 H4 [& S' D% \表2、输出100%载下的输入特性
/ [5 W8 m" O$ U" D' `4 X

表3、输出PCB端测试的效率特性:
, h( ?- l( [: W

4.2、输出特性：
; ~& @( y3 `& D$ ?# ~- U1 [3 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：
3 a6 L' M+ t, \+ p7 s

4.2.2、输出电压纹波：

6 V# C' L- o7 I4 P; p2 Q2 E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。
6 p8 m# I5 M! ]* F) w/ m) c) t
5 f6 P8 i% g4 X( v0 R; J

! |3 Z' e) Y6 b9 H; S; G纹波噪声波形图：

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

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：
3 k6 g9 \# a7 s4 l! u3 d& R/ z2 R
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
8 V7 ]# [& S( T9 |: g. X
7 d- ?. v4 B; |

+ H  V1 h0 z% z% h3 L
. _- I/ @6 N& L- j6 K& ^9 A4.3.2 短路保护：
. C- C( I! ^: E8 n" |3 W
功率计限流电流为 2.5A
3 K7 e& z: e1 s& s9 b8 \/ p- F3 J
/ X4 e3 [: ]8 `3 B$ |1 @

6 k6 t3 A0 b, C/ U1 i1 b
4.4 动态测试：
( v# y. Z' S8 x2 i3 E( C" B/ [
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。
" `6 k& M" y4 U& n6 J0 q' Z' E5 w5 m4 ?* y
1 Z1 |" T/ u3 M9 z9 x

7 T0 {  H. _9 x

AC90V @ 5ms

9 |5 @# N9 [( u2 l) L* V

AC90V @ 10ms

4 _( s9 G; U1 e' o% i) C

AC264V @ 5ms

+ Y- C, p! x3 C8 u, k8 U/ o9 S

AC264V @ 10ms

0 k+ {8 k( a) i1 @+ K4 ^* D4.5、系统延时时间测试：

注：AC端、VO输出端波形图。

: U! Q, a- q+ a" A

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

DRAIN端、CS端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

7 K( C8 [% S+ u, }/ p* J* J. h

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

06、温度测试

1 s% ~' h* M6 P4 u/ \测试条件：40℃环境下输出2A测试。
  `+ Z1 `4 K( r

; j1 @8 H1 ?. Q0 ]% x07、EMI评估测试
1 w: q  A) p( _/ c$ \" O" q
4 R& B: ~' ~) l3 y$ O6 s4 ~3 q测试条件：
+ Y& ~3 u* @% ]' i输出电流：2A  负载类型：电阻。
3 \- e6 p& Y8 A限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

+ P) T% d4 @5 y# s# b8 A

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

2 h. t4 w9 w& A4 q

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

) R! |; e  Z! f$ ^# M  N; 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