本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑
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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。
7 \+ T8 A7 D H' B
3 b' D5 _. F- F, `. M" P# `, }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。' A1 U! r- d, r- O- y, }) M
; r; g4 z/ x4 \
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：
* L, u" T: o, ?! ^: b# T7 o0 c
/ P* |/ e! m7 |" F$ Z& j01、样机介绍
( c. Z+ L) B: e, c/ K! ]% h' P$ z; [- \
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。
( n b L; _- q, p5 k+ r
$ Y5 N3 ?! R" |" a* b8 G5 K4 t, n$ r5 K
" ?' A0 Z. V$ {: S6 Q4 S5 x* b0 x
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
% m. Z3 G* ?# d, X1 h& \; ICR6267SM芯片特性：
9 W! N/ d, [, | @
, l/ l5 f$ Z7 S- s" o2 A; OCR6267SM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。
6 w+ C2 {/ O1 L
4 J! x. x9 U6 m# ^6 {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。
+ T$ C! H0 Z5 r6 j) C" e) R9 Q0 W' M5 _! Q( z
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；' ~ ^4 \7 ^9 v1 {
● 待机功耗低于75mW: c. M( k E0 f* M/ t7 q9 T: b
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
0 w) m! a, P* S7 Z● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
9 `5 k* O7 u7 m: ?1 }● 可编程CC/CV模式控制
( v/ ^# Z7 }. [4 a● 高能效QR控制模式
+ |5 D1 R) c, T● 内置输出线电压补偿功能
% b( m2 p, F% b. y+ e2 Z; w4 j● 内置初级电感量偏差补偿功能# G- Y" N: P, ^* ^( g" U
● 内置全电压功率自适应补偿功能0 G2 p1 z" ^, J; k8 d8 E
● 动态负载响应功能$ c: x: q- A6 a t
● 内置过温度保护功能
$ F; [, m G( ^; U, Q* s● 内置输出短路保护功能- T+ W! N; i' n+ D }- H
● 内置前沿消隐
: t# z; X8 k2 A5 r8 V( @$ A● 启动电流和工作电流低
$ Z( u9 O/ T+ w2 ?: U% ]● VDD端过压保护和钳位保护
% ^* g' w/ b4 m8 d( ] |$ P● 逐周期过流保护
0 \6 a3 J, @" b( e! I4 A● 内置输出整流二极管短路保护
) d3 h) _4 B& a o( `+ [: G● 内置输出过压保护功能
) Y* o7 V H K' n6 Q6 o3 O9 T1 c% \● 内置所有PIN脚悬空保护功能
2 X& q R" I" D. ~2 U● 4个引脚散热) v' s/ @# C5 ]+ \- D) \ X+ H0 g
● SOP-8L绿色封装
4 _/ W% D5 I& P- q' B* ~
* s/ @( b5 b, }; h( \基本应用
2 ], H1 U7 L2 g; u A9 Z( C● 小功率电源适配器; H2 L, b6 g6 R. Y8 @
● 蜂窝电话充电器* D. x. `8 T8 P( @9 v
● 数码电源充电器
6 \, @0 \2 Q% k' O● 电脑和服务器辅助电源, X1 l$ s2 C! s, r( Z
● 替代线性调整器和RCC
& b8 m9 V2 _! D. {
* B6 l( V+ D: L) _& L7 v& T典型应用
6 p) K4 ^, E% n* F. e. Z5 y/ G! `9 y# V) `
引脚分布
" w: u9 B" B7 |7 j( ^
0 M& e- P! v: S9 F引脚描述
6 o$ G3 t! b6 w/ s, |' |0 ^$ D+ [+ \; k, s' t
CR85V25RSA芯片特性：
% z" \4 N. V- S# r
3 G% z- d; n% i( ~' S& u$ p● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；/ M, n! G0 \9 \; k' `" M7 }: e0 S
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；0 V* u# b' ~; i1 Y j( T
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。; @& Z. t7 E0 U. K
. C* _. w% {, v6 O% G8 V3 u# Z1 g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。
& U; B7 Y" |8 ?( D# c5 w
! O- D# ]) v# D0 k6 P* C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。- ^( V& v7 V4 a3 l( m1 ]- O, d; }4 Y
, x. A3 s& B9 m: _
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。# w; S; Z+ a* ]
2 R9 J/ q' d& U! I# d& `! _02、样机特性
. X% T: l: j" ~" u# j: B
7 f2 I5 r6 b2 G- ^) C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。! Q9 d, P- v, b
& F) O# v# I* c% p! q- J5 }
2.1、输入特性：
, x( F! X& S: x9 n5 O e
7 T# C: [1 a, N2.2、输出特性： K5 J0 ~$ {6 z# x& }
0 p& M# l' t$ n) u% f2.3、整机参数：) u* u* V* s @
) ]$ P" S% l' u1 @- W1 n
2.4、保护功能测试：
2 a, I s0 H3 ]7 S2 W1 Q; G+ b1 d/ ]$ V
2.5、工作环境：" x' V" y, y1 p" D9 I/ d0 r/ \6 H
# u! F- N6 l. i6 f' R% l. W2.6、测试仪器; x) E. k7 i& C2 |. S7 `& H
8 U% w+ `2 J0 `0 r5 |
" q$ ^' _: z A- P0 o
03、样机结构信息
( {, {- p P1 J* {; c- b
/ C, ~+ m l: Y/ O" q) Q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。 q% j8 `$ R- p5 t( u; ^/ k- r) b
/ Q: u7 u$ l; F* ~3.1、电路原理图及PCB版图：
: w% z, J) @; a- i; {& D6 ^! e
原理图：
1 Z$ s* M) t" `2 R! f
! @! o$ |% u" aPCB版图：# A/ a" J) q$ N
+ Y+ Y; U& K9 c: y
顶层布局图 0 }9 H& q; t. t7 n) H0 f) D. D( l
底层布局和线图
1 |. B% O, T) b4 j H' d; {) v& ~: e3.2、变压器绕制工艺：
3 K& Z' ]6 W& L1 I
/ A& p. p7 @, Z1 c（1）变压器电性及结构示意图：$ _" C, Q+ N+ k% ~# i0 r9 H- U
! M- Y2 [2 f& x2 l（2）规格参数：
8 o0 \4 Y2 F t: H% \7 C% a, l4 D T2 J+ @; x# \
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；* u7 g3 N" X& c
2）材质：TDK PC40 或同等材质；9 p% K: T$ \6 E
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4 d3 O3 C# i& a1 i- ~' J4）次级: 三层绝缘线7 @/ Z" Z/ D R; s
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质) _/ W! f# L2 n8 u* t7 v
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
9 n. h b J2 s: q' c7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
5 K8 P8 u. p: o! Z* _8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min L$ }; j, a5 s8 g2 p3 s8 O
9）成品要求:浸凡立水
1 G o) F [) W7 E& d
$ |4 V) N2 z' r) `（3）变压器参数:: N/ ]) a0 }: y8 r- T e( J$ z1 ~
- u3 Q3 s+ M! d9 ]1 x$ i) k6 D
3.3、元器件清单：% B8 R. P; E# M$ h1 K
: C; k& y+ v. r2 [+ B. X. \; q2 e, p8 ^+ G. }/ \# r
04、性能测评
. ]: I `9 Q: ?% \% S) V6 ]/ Y; i7 C8 i! W3 U, \, A
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。9 \, ^5 h% }) O% R0 e. |- s
1 j; s* Y4 G+ z" Y9 E! M7 `2 m
4.1 输入特性：
. V6 P3 g3 q, y; ]7 v7 c9 Z- @# Y3 v0 L) F( i4 o
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。
+ t1 ?+ ?1 Y1 D$ X
+ v9 ]$ \7 t, u) C' W表1、无负载待机功耗:' r% C# t$ t8 u6 {& I! m3 [7 r
. F: }. d7 O3 w. q表2、输出100%载下的输入特性, h1 ?, o4 @4 a4 i$ S5 \+ a4 c
# z! F/ K. s: Z) |
表3、输出PCB端测试的效率特性:5 f/ @+ K4 H4 O9 J
0 [4 t! I7 x% ]! B% [1 J6 Z+ _, R4.2、输出特性：
$ c) ^9 T( U4 K) x: O% M; g# o+ X( ~/ d. K& p
注：以下数据均为PCB端测试；2 ^" c6 b) d# Q8 V3 {" k6 q
" t. m+ N! b% _$ v1 J
4.2.1、线性调整率和负载调整率：, ]0 J& J2 s3 p* u' U$ X: s
- |1 W4 Q- r& Y# \# k+ _: K4.2.2、输出电压纹波：# n( \; c! G* V4 R; b" Y
# a3 ^( v5 I* W: |8 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。
, ?4 c1 L- t; W
2 M+ W5 o! ~; V6 w# k- E f9 K, @. a; k1 F9 X! [; b R; }+ A+ ?! a
纹波噪声波形图：
) L& T4 y! x" {$ \" _Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load / G/ U ]4 b/ ], u" H
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load & x$ U) q! K9 l0 U/ v5 m; v3 v
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
0 ?8 a4 p4 H I+ eFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
5 R6 n6 |& L& H& i8 v4.3 保护功能：' U5 I, U9 q* z7 q' V, }! P' b, G
% o! b; V3 M4 j" |" b3 [. Z" v以下涉及过流保护、短路保护的测试。' q1 s# a* ]) h& J% i3 W3 `
8 U8 }4 q2 F9 \% j% J2 ~( B1 Z4.3.1 过流保护：" T; J5 K7 f J+ q4 Z
: \' f3 W! ~# C7 m) P ?; L
. r. Z3 r. k {8 |4 c$ \
- x1 Q# R. q0 l$ T4.3.2 短路保护：
a4 M' E1 p2 Y3 _0 M$ k* T) f8 f/ C" i, n7 C
功率计限流电流为 2.5A4 G( i" K# F7 S$ t9 X* ~
, W, A3 I- v, Z- \: e* c: u; ?' `# u% D
; b, x6 X& R5 a8 x6 B. Z T8 u
) }* W: g* D0 H& G4.4 动态测试：! P' C! L, m/ _. }' Z
& r. P% \) e% b3 F _/ m+ v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。
* }" S/ H4 L5 B; t# W
6 [' ?7 s9 O2 ?5 c0 }! o% k# u% e O6 Q# k& L( u
AC90V @ 5ms & n& k" k0 }! s) i: R
AC90V @ 10ms
1 g8 m D2 J1 j6 {5 ^AC264V @ 5ms / b/ B- @# B0 d$ y( }# y7 I7 B- c \
AC264V @ 10ms ; i2 u6 c* ~- D9 h
4.5、系统延时时间测试：& k+ U8 W- v$ o7 X
) }0 q, G# m" r3 F注：AC端、VO输出端波形图。
, g9 C* g: ~( x/ R' U* M! c9 ?4 F9 B' M+ G5 D( |! B% a# ~
# t, g$ ~9 d- y b, w6 E' |9 m
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
) g1 x0 S' U* l7 @! s3 T0 bTON_DELAY @ AC240V，100% Load
! e1 L' u- l% ]( [, YVOVER_SHORT @ AC100V，No Load
8 h- A! Z& A5 J$ K% E. X% ^VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
( _" o3 H+ y0 j2 r05、其它重要波形测试
# k! } s& L a' f- {' k9 w" \1 t
+ S0 p9 B# V5 [DRAIN端、CS端波形图：
% d% o7 K& C+ h% D
9 t' q Q# |! l3 V3 VAC90/60Hz，100% Load
/ x0 T% |! X7 [8 mAC115/60Hz，100% load
0 i% |. d5 a& c) ` A, p7 CAC230/50Hz，100% load
7 r S8 t( @* }+ K0 Z" uAC264/50Hz，100% load
0 F8 ?$ y1 T, j5 s% t1 {AC264/50Hz，100% load 6267电压应力 # M4 b+ r5 E/ r. }7 q2 {- s
AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力
5 V6 U3 M% G( e; {06、温度测试# p- {. r3 ~0 w9 Y
8 [0 w& }; Q8 s5 i3 K6 \* x测试条件：40℃环境下输出2A测试。
* O+ q, L) W$ N/ h K) f
! H1 e; e. h* |% I7 d07、EMI评估测试5 A4 g+ u3 P* l. R
/ ]/ A3 Z2 ~* n+ I1 u. N7 J& B+ N1 h测试条件：
3 p: n! u; Q# [# k& d% d6 [输出电流：2A 负载类型：电阻。
6 e* `3 ]) s" m# ?$ E" P限值标准参考：EN55013、EN55022B。2 z9 w- G/ ~/ r0 a
AC230V 传导 L 线测试 PK+AV
5 q% E1 {4 H0 O- u0 x% @0 w6 |AC230V 传导 N 线测试 PK+AV
* U4 D, Q% J" p' ^/ SAC120V 传导 L 线测试 PK+AV
+ \3 _8 ^/ u* h$ ]' ?AC120V 传导 N 线测试 PK+AV : f2 w5 o# T' R$ s
AC230V 辐射测试 PK+AV
% O9 X( P$ q2 j& Q$ {AC120V 辐射测试 PK+AV 8 J( A: @! {/ @1 f
AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 8 ?4 I ^5 n; z/ T, m8 G
AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 ) x$ R4 q; @: t: B! }+ v
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IP卡
狗仔卡
发表于 2023-5-18 11:38:09
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡