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。

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
* s# |- {& ~1 I+ u; V; @4 Y1 B
, R- u8 R6 G. [6 f/ [) L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。
7 K% m" }5 R5 z% d! b& r! y0 ~
. `% e0 l: O9 L2 {3 q

0 s! f, T2 z) d5 N" s- i/ B# j

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：
2 I, W: m% d( B  c4 w$ _9 W% _
: M% ^& S6 K% T! K0 S( 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。

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。
' _/ ~$ k0 X2 c* z) Q$ T- t& ]6 s( L% }
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
! Z% ^# V4 Y- Z* l● 待机功耗低于75mW
& j! U9 d( Y2 d) n● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
' Z: d8 R* e8 Q3 [& x● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
5 U# k6 y7 ?& h9 j9 u● 可编程CC/CV模式控制
● 高能效QR控制模式
' i3 Y, A8 E1 g0 G3 o8 g● 内置输出线电压补偿功能
- s; u( y; P. K& d2 ~. n● 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
. E; }: c0 ]' ?- {6 ]1 X● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
( W$ j3 D, {' m3 Q; `● 内置输出短路保护功能
● 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
● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
3 Z5 }9 L5 H: s& ^● SOP-8L绿色封装

基本应用
8 f  D3 J3 J! ~5 y. l- C8 ?+ i& I- {● 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 r5 j% E& x, U  I; }4 [" Z3 U● 替代线性调整器和RCC
) X  r+ p8 |- n& o- Z/ ^
8 O! k5 f- X/ W$ y典型应用

引脚分布

引脚描述
" L; R# P! J# y

CR85V25RSA芯片特性：
7 [# G3 I& I# q
● 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。
* z% o  T( T5 ~5 T6 j. 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。
! Y; c4 z/ a0 ?+ `
! z3 d1 H7 P3 B" k9 p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。
& Y  L5 \/ `& S$ \% @
  a& J/ z) X) o9 d% f9 n  |7 l4 pCR85V25RSA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。
8 \) x" c4 W) S- l! C, }
& T: x5 f* c5 z0 A9 h6 P02、样机特性

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。
3 m4 w7 |* M; y
; _/ p7 P7 b/ B! M3 K; @2.1、输入特性：
) r' C8 ]- B5 v' P/ O1 O

2.2、输出特性：
7 M* ~, i( i1 ?$ @

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
8 |9 j- V6 I# w' \1 ^

$ Z* h1 Y1 H0 J2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
6 d' q# ^% w/ S& J6 e

* f# @8 j3 i6 C5 k. ?% {. k6 ~03、样机结构信息
/ y2 r" U( P9 P6 Y
" U" e, A: `( t: K# c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。
# f" i) d  I. F7 l
6 W1 M7 t& u) ], W  d/ t  o3.1、电路原理图及PCB版图：
! l$ J* o/ {  u4 \- A
原理图：
( G# ^  A5 v8 ~" o1 z% n' G

PCB版图：

8 s4 q6 ~+ b  h. T

顶层布局图

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
7 T% X: d3 O6 m$ M$ n
- @% |% B5 W: X2 t! t0 J（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
% C; G6 b/ t& L( R) w; m) }0 N- e
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
4）次级: 三层绝缘线
8 s( p; X( f% G. V6 a0 e. o# {5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: R" B- }. x% x$ p6）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
5 v- ?, W# s& g+ A. [# ?9）成品要求:浸凡立水

9 p% [: ^, ^1 {（3）变压器参数:
1 `0 P6 V& Z( @" x) B

# {; a/ e+ p5 @+ j: ?% u3.3、元器件清单：
, N, \8 w5 [, h; I

0 Z& X8 v) g. W$ e' Z1 Q
04、性能测评

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。
4 U/ b8 k4 i  }7 a" b9 D; O5 X5 v
$ B, n& i$ |. m) N4.1 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。
% g- s3 j0 k9 G; R# ]5 d% u  H3 v- j
表1、无负载待机功耗:

: D: A4 K8 Z* j! \- Y, u表2、输出100%载下的输入特性

9 p. n0 m' g3 F1 V表3、输出PCB端测试的效率特性:

3 \$ W( C, l  {4 ~5 U5 }4.2、输出特性：
, ^) l7 p* k- z2 b/ x8 U, U$ U9 L
注：以下数据均为PCB端测试；

* f0 L: Q; `: V# Q1 w4.2.1、线性调整率和负载调整率：

/ f' X$ o; e0 R+ t3 j4.2.2、输出电压纹波：
9 k- m8 F5 w- ]! i" M# 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。
" ^; i! _" g) Y+ r% n$ G& n

0 }' s" b% @1 q3 W3 `纹波噪声波形图：

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

, \; \4 Q+ d$ C+ j8 k: J& }" h

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

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

+ q3 N4 Y' N/ g3 I

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

4.3 保护功能：
4 Q, n2 L5 v) _2 o  B
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 t  C0 t, V/ m; x- d, N2 g
" k+ B: I3 h7 ?6 ^4.3.1 过流保护：
6 R# d1 g8 }: K4 g

8 C7 Z, L3 Q- [2 b4 p+ v  d( G! D4.3.2 短路保护：
/ Y& j+ T8 M" S* |1 K
/ ~9 r2 v( X9 ?. J功率计限流电流为 2.5A
* p3 I% D5 ^' h0 V

" t. a" \! K* i
4.4 动态测试：

$ G3 C7 W' q( z) G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。
$ B! _! {2 N% W

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

$ Z( a( L* d3 X- c

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

2 k2 T" m7 B& R" y" |注：AC端、VO输出端波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

8 H( h( L' J. n0 |

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
& c' `/ [5 z* z
DRAIN端、CS端波形图：
% x+ x" J2 f. E$ ^# y9 V! K

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

, H- \# K% W- `, {. K) \5 u; L

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

  K2 b- J; E0 X) [

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试

测试条件：40℃环境下输出2A测试。
) E" I3 T6 o( x# O

07、EMI评估测试
4 D% t8 m+ a$ y: i& u' R
测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

9 o- G5 ?9 {' q7 y# @5 W4 Q

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

6 k  F1 u% Y: h0 i

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

4 a, M' X% u- i* w! q

AC230V 辐射测试 PK+AV

+ p( ~$ I9 F' S4 K' a+ Q  K

AC120V 辐射测试 PK+AV

# n) x5 A0 N0 a3 _/ X/ u9 R- Q

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

' F* E5 p, Q$ {) S