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

  ]0 l8 F. p3 e7 P2 S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。
, V0 j9 n; \( g' X& B! C
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：

. P' S5 v) F7 L9 ~; I1 v01、样机介绍
; L# _( u. c5 @/ 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。

! \; H. {) l: L6 i

  ?' O* G( [3 \* Y3 n! B

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM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。

* S, t5 i7 N3 E: hCR6267SM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。
2 {3 V: E! z: o* H* v
● 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
* d( p! y4 j0 I0 W● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
0 l: h( g' k! h: O# {● 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
% C  e  V& c" b- C● 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
● 内置过温度保护功能
1 G5 g+ s0 v' c: J( v8 C/ x● 内置输出短路保护功能
2 ?% E+ ^! U3 M6 L' w% L9 \; \( _; j● 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
( ~+ E4 z$ I8 G- b* v3 C& }7 k● 内置输出整流二极管短路保护
5 m# `/ U3 z4 n● 内置输出过压保护功能
, D# ^6 ], s# u0 Q● 内置所有PIN脚悬空保护功能
* q6 k( v& x; |! V: W: k% ?● 4个引脚散热
1 i$ Y  R2 Y' g' e5 K" x● SOP-8L绿色封装
& {$ D* L( E9 o
7 y+ c% Y+ T( m- b8 K: i基本应用
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
- g4 Y. w: R8 \! z/ y% l9 _9 A  g" B5 {● 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

7 U; N: @8 v$ t/ n. g5 D4 \; k典型应用
. w3 Y+ V: D- \

引脚分布

5 r. _7 \9 o* F引脚描述

- ~% j6 ~7 W8 T+ a' `5 gCR85V25RSA芯片特性：
- G5 G5 X7 Y# L9 r
( k+ o3 S! J# @$ o/ q* u! j/ @● 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。

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。
( A* S' R7 g/ {; v" [- Q6 c
, l+ o" _/ f0 F2 s, a: E& B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。
8 x7 I: z: G- _7 S; l3 {1 u2 l
! Y) r/ w* O: b3 mCR85V25RSA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。

02、样机特性
1 X8 j/ Q# P9 S( t/ c9 Q
: V! X- t6 p2 U4 l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：
* p" W) g+ I7 h- \* }

) V5 n- m' c7 ?5 U: J2.2、输出特性：
1 c; [3 Y; t% s" v" l$ @

2.3、整机参数：

& q0 C6 W* I& [* `' Q; S9 X2.4、保护功能测试：

9 y1 E+ G+ x5 Z" o& C. E$ g2.5、工作环境：

$ b7 n3 e- B0 B% E- ^- s2.6、测试仪器
* j' ]. Y, n* ~+ o! ?; g

8 \5 x8 _4 Z; ]* L; ?: p
% @+ g3 k  o; B9 x" ]- F03、样机结构信息
+ B( Y$ @( o& b. d$ k, [2 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。
& t* v' t( r2 I! F0 u; ~6 z- e; M
% I3 M' C4 O0 l9 P9 R% N8 k- z' z$ }3.1、电路原理图及PCB版图：
! w' r: i* ^7 V: a4 D6 [
原理图：
5 k2 X. z8 f- U) w: E# k

PCB版图：
9 f! B* O  s8 f1 q) U2 a
# Z% |( ?0 `# b# q- g6 ]

顶层布局图

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
2 [9 \( N+ X! {7 k! ?' ^) W/ E% P
（1）变压器电性及结构示意图：

7 g  N/ T7 c" V0 g（2）规格参数：
: U2 C$ R( X4 k) p0 E0 O! _5 _
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
# h1 {; |: R% T" Q. R4）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
! C1 g  e- `( p8 M5 [0 C5 v9）成品要求:浸凡立水
9 z; V+ m4 j/ H. r
, C$ b( [$ N1 i& N$ z/ L（3）变压器参数:

4 l; \( G: o8 }: g3.3、元器件清单：
% x6 l% p  X3 {9 d6 o' u8 u5 O8 Y

) T9 b, X# z3 [' O9 B' a  i4 k, M
04、性能测评
, {! S. R+ @: G/ g# t
5 v1 D) c1 D; m) S) V& [7 [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。
" w4 G6 {; |. {& U3 V" U
1 d: }# e/ d& S4.1 输入特性：
" i" i7 N- X2 ?# K- S+ C
; B! W$ v. r; r# m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。

* u0 C& C  s2 r5 X; l1 A表1、无负载待机功耗:

表2、输出100%载下的输入特性

$ Q+ j8 x& {3 v$ A/ D* K0 w表3、输出PCB端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
# B2 Q/ N0 H% l1 L: H. z
" M5 h& ~  h3 S' a6 h; B4 y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：
: P6 n0 Q$ s0 O* M

4.2.2、输出电压纹波：

: p/ k1 I( }1 ]  d' ?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 ^9 C# ~- A/ G# |; M* B, P" W" Q

+ |: A0 M3 I8 H# M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

$ z, C4 _& _  ?1 k7 w

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

0 y2 E* u) D9 |6 a4.3 保护功能：
- R' Z9 P, G* ]+ s3 c
- ^0 a# O: p! Z9 J( S# Y+ A. p以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
7 D7 F7 t0 p6 _- n7 d" K4 H
( U# c* Y& w" E

! c/ d5 ~0 b& C2 f
  ~8 n- L1 ?4 _* V4.3.2 短路保护：
/ g5 W$ J  z- Y! v# \- B# g
$ J4 f' A& _/ w功率计限流电流为 2.5A

" L8 z  g  R, o
4.4 动态测试：

$ v. V' f% A, w7 n; 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 {" H6 i9 T7 _. j7 d- ~

4 a6 x% _5 S% a/ u6 M

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

) ?0 S0 b) ~" C3 ?- O( u8 ?) t4 @

AC264V @ 10ms

4 P- I; F' Z8 k& o4.5、系统延时时间测试：

. f4 c4 I& I7 w, l0 l8 Z注：AC端、VO输出端波形图。
, ^  c  ?$ W" q: E+ E

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

' C# a6 \/ H7 a/ j' G

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

/ l4 P  y% L! g3 u

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

5 I  l4 w5 S( h5 ~. n05、其它重要波形测试
9 Q& m3 l$ O" N7 m4 j& ~, E+ c( t( I3 X
DRAIN端、CS端波形图：
4 e9 p$ N- H% V1 h  h* V
" T- O  {; \  f# U) o$ i

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

+ N1 \+ U6 m- E) \5 s* o/ B7 ?# ]7 ?" H" J

AC230/50Hz，100% load

1 Y" s2 b, b8 W6 N; t/ w& U

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

5 ^( ]/ k0 R/ l# @0 X06、温度测试
4 _! r* ]$ p0 M1 O6 T9 i' C
1 ]/ r7 `& l- n0 _! a测试条件：40℃环境下输出2A测试。

/ d. ~3 J8 W! @07、EMI评估测试

测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
* D, h. n$ d, z5 o  j3 F限值标准参考：EN55013、EN55022B。

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

# e9 P# s* W+ w1 u; H: N

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

, w7 p6 n( A' ]2 s

AC230V 辐射测试 PK+AV

: r7 |8 }) r2 r; J1 b& F

AC120V 辐射测试 PK+AV

3 m) Y9 z0 E  Y+ w

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

8 F: p4 Z) \/ n  \; p

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

+ r: T$ l5 \7 @) I2 D3 g7 A  V3 D