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

/ L% l7 C( x: o2 h$ A' @  Q
. x2 V; \' R5 j" e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。

3 L" @. }- X8 K) Z$ z' S/ _6 ~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：

01、样机介绍
8 p  c9 S8 |/ L+ a: |* H% ~
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。

3 D6 x2 [# h& x! l2 T

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

0 j  f1 g# X+ r! D1 uCR6267SM芯片特性：

& A* `% d2 `6 U7 L2 ICR6267SM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。
9 y- I: S6 x* w' \
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。
2 M0 n8 o0 C1 E5 R4 X4 \* ?% R
+ l# ]$ [! q) [6 }2 B● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
& R5 n9 i1 l8 t1 ]- U0 r! t● 待机功耗低于75mW
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
* F3 \" w9 D' U3 G2 }3 t● 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
4 r+ k3 t; B+ }- C% P0 W● 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
● 内置过温度保护功能
● 内置输出短路保护功能
6 {: w# \  D3 h7 g6 t0 L● 内置前沿消隐
$ b' B9 G% O1 x' n1 G; ^' R0 |● 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
, b5 ~5 N5 f% w, B* D$ {" o● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
/ a$ f+ C% V, j; R● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装

基本应用
: ~, k# @" |- I* x( D% y0 T5 o● 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
! {5 E8 e) z6 C7 ~● 替代线性调整器和RCC

典型应用

9 ?" w* ?& q, `, M引脚分布

3 h9 {' g7 }4 R# L引脚描述
. \8 C3 g/ o. o; X! i3 O

% J5 m" k# K1 L/ z" N! xCR85V25RSA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；
) H' u) M# [$ E7 v: p● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
4 k( m& |+ c& ~9 n# L2 V& n● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。

* ^$ P( e/ C# v# |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。
  r/ h6 t) s# ^$ ^* V0 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。

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。
. ]( x' A7 Y: Y) V
- y" Z5 _2 m7 x02、样机特性

  y/ I% w7 s1 h3 @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。

- `" T! s# T+ g2 J% \4 T2.1、输入特性：
5 U3 _7 I- c& U- S- m

+ `1 X# {3 o* P2.2、输出特性：

! t# s; ^' z, j6 O# p  t2.3、整机参数：
3 H. S: j0 ^0 c% s9 `+ f: V, e

2.4、保护功能测试：

) ?# |) d8 n/ |: `2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

/ s! ]. u6 z$ U  Z" x! x+ X6 ]! U: c. i03、样机结构信息

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。

3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：

5 ~# L2 y# i8 F/ vPCB版图：
, o# m; e+ c) j8 F" c
5 V& H# O& A1 N0 u5 n

顶层布局图

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：

/ q- W" t* D0 H* O( c$ Z( Y（1）变压器电性及结构示意图：

2 S% w. o* |- M（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
1 f& y1 |1 L/ Z1 n, h2 ^( y2）材质：TDK PC40 或同等材质；
7 {3 G( u/ {8 @3 W1 m+ Q3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
- G) p0 k( ?+ a5 w7 \4）次级: 三层绝缘线
. y0 y; o( P+ d# n# |! K/ t5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
" v- z0 X& i* R4 h6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
5 f4 }9 `' Q1 ~7 E  J; S6 x7 a! D7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
, @7 j/ }$ e8 j: H8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
* \! u+ m! v' C. T. i, X
（3）变压器参数:
7 W/ E' a& P& Z9 B: O

: R% l/ V# J+ y4 |  E3 s3.3、元器件清单：

0 m! o3 B  o. Y4 u" G  s
6 K2 Y% t' E/ k1 `& \04、性能测评
  y4 N4 c+ p4 @0 l
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。
& s+ o/ I+ }0 x
7 {) F) }. n* S! c4.1 输入特性：

  N4 P  b9 l$ V- c3 v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。

表1、无负载待机功耗:

# N" [' i- e5 r7 y! d表2、输出100%载下的输入特性
5 b4 [6 X6 y; @

" ^2 b( M: w0 w  X表3、输出PCB端测试的效率特性:
9 u4 G) U: s1 g0 m

$ c! l' r3 V: e# o8 U. f' d1 C# n9 X3 b4.2、输出特性：
6 }& E* V1 `6 B
* E" Z9 E7 ^; a% c4 [注：以下数据均为PCB端测试；
& o" Y% n( a" r4 g. b
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。
8 p/ i+ V) L. M. f$ W+ L
6 A% k8 i8 V3 s

  x: k: U1 L+ R2 [7 o% i6 {! V- W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

* H5 l2 [9 c7 o/ e7 {3 E. y

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

- r9 {* H$ {3 w4 k# q4.3 保护功能：
+ V( c9 |; U+ X* ]# ?0 I( O
/ g$ n- X! H' |2 r7 Y' i以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% I0 X# E. |4 n* D% S- \
- q0 j5 u+ ]4 I5 l; l1 c4.3.1 过流保护：

, k* W" L! R3 Y4 o) H2 A) i
4.3.2 短路保护：

! h5 O& W. {, V功率计限流电流为 2.5A

) y' N1 g3 T7 X5 k! Q+ W2 \
4.4 动态测试：

( P# b; H  L5 y/ I5 Q$ p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。

! J0 Z0 Q# M4 M+ g. x

! U8 W; H* i% G* d+ F( U; [) y8 E

AC90V @ 5ms

4 x6 f, f5 W% g5 U' h

AC90V @ 10ms

5 l& D& |( u" Q9 A1 Z* W

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

) I+ t8 O7 O. {4 F1 ^: S2 ^; L注：AC端、VO输出端波形图。

, Q% k; D/ y$ g" C

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

3 [! V" v. U; p8 y

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

' |4 Z) o" H; A" i  q3 Y05、其它重要波形测试

$ p+ U7 r8 B1 U  nDRAIN端、CS端波形图：
5 k+ O" w2 M1 w+ F9 Y# ^) F
, S5 y6 U, D& ^& o2 V. s

AC90/60Hz，100% Load

. Q* t7 k/ n- U

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

  _, y6 h: B- @  O* h

AC264/50Hz，100% load

5 N$ f, [- {' Z! N# a( D6 h

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
0 c3 R" q4 }0 ~3 Q" L
测试条件：40℃环境下输出2A测试。
$ {: y$ D$ M/ {

07、EMI评估测试

测试条件：
2 ~+ o9 `! Q& X输出电流：2A  负载类型：电阻。
& r9 Y+ `: h. G" @& f/ k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

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

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