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。) D8 c l* a) b* e/ U! Y; R9 V
5 L Y) q' F8 U- l
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。0 @0 |. i: \' ~# g1 ?4 x7 V
& C1 w$ `$ v5 S7 M: q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：
1 Y$ b/ y8 ^7 E9 f9 h0 v: J4 A! O4 G8 g9 @
01、样机介绍
' F$ q; ~3 g r3 N- R
7 v( N, Z& ~" S! u( 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。
. ?+ b6 d/ V7 I* a3 U. @. G! V8 h, h+ u# w8 T! }9 c4 l
7 r5 O8 z) m5 A, Z: P( t4 ]
$ e8 m6 ~8 p3 N6 U2 k
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图 ) }) V& p/ y3 b& S" E5 h+ n$ k
CR6267SM芯片特性：
+ b& E8 W+ U4 N8 Z+ y6 G; L8 f% V. m0 R
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。3 \% Y8 B. s* E" Y7 N
3 i& E+ t0 e2 _' [! j0 [8 Q4 p+ @
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。
: f: w* [/ N& [+ {8 B; k' b9 P9 a0 B4 i% ?9 l9 O; S% k5 a
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
# S# o. e& @6 [● 待机功耗低于75mW% a/ c( u: L1 Y, U1 o
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL4318 P. M) K o% V- x8 H
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
8 k+ f( U" r) h% @3 v; K' c- `4 N● 可编程CC/CV模式控制. ^/ Z4 o3 H1 ?4 y5 X
● 高能效QR控制模式
+ l7 M! R& p. B. |* }2 o7 |● 内置输出线电压补偿功能
4 E8 p' c3 g7 x: c● 内置初级电感量偏差补偿功能* H F$ }! _" y# j& U
● 内置全电压功率自适应补偿功能 k- X) f! p4 q* o9 u) v
● 动态负载响应功能
5 M$ X8 }* U2 e# ?7 u( [6 j7 s# ?● 内置过温度保护功能- \, S9 P1 \- r
● 内置输出短路保护功能- v% d9 V9 d1 ?
● 内置前沿消隐
3 r% b3 M& ]& ], n1 [2 R● 启动电流和工作电流低
' [5 `0 \8 b* Y0 n/ A6 B9 w" C' |● VDD端过压保护和钳位保护
0 @$ D! w1 l. F% n0 U; g● 逐周期过流保护
8 {) x5 W7 s" X+ h) @( Q' g( k● 内置输出整流二极管短路保护9 F- h- e4 [0 |. \5 h
● 内置输出过压保护功能: f3 O$ z/ f i Y7 F" q Y( ]: O) j
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
' \ r7 m# ^6 C/ s r5 N4 C0 S● 4个引脚散热
6 d1 d, ^; q' B% k● SOP-8L绿色封装
; n2 P" i' I% X9 ^7 {% Z; F% ~1 j8 G5 D* }
基本应用
( w( @6 y. S7 f) W( Q, B● 小功率电源适配器/ J! s* c4 @: l& `& k* ]7 E; ], g
● 蜂窝电话充电器
4 f" q7 V- @+ ?, ^( _5 N● 数码电源充电器( i- B4 E) t( w/ Z) ~$ ~2 I
● 电脑和服务器辅助电源
7 N7 X, g" p$ X) w( V● 替代线性调整器和RCC
0 R4 F" q) _6 e6 Q6 \) n. ?% W! _# v+ x6 Y- j
典型应用! s0 Y6 {7 P) a0 P0 e
% p' l0 F5 `* S( ]. M9 L2 z$ X4 U* J引脚分布: E# r, ~* U) l0 B+ T. r7 B
$ z. h5 d2 Q3 ~) p1 E/ l/ w) s
引脚描述
H% \. d$ u: P7 V" w3 A" r$ j- J
* G r; l" y4 Y" {CR85V25RSA芯片特性：
3 l. D7 s, {9 E$ `0 i& U# h2 y8 B' Z, G- }* p: G" P
● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
1 _ r% [: W% T. i# X* G● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；5 X9 d1 N0 `8 X6 w$ ]+ E! G& B
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
8 e* @: k2 P- W. V
' B B$ {0 ^* v& 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。6 [% |9 u. `* C( y7 ^8 U
% r0 {* n& K2 l$ ~9 Y
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。: p/ I3 {" U$ Q* n0 o- u4 m" \
| Z6 G( L& F m3 s3 kCR85V25RSA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。! G; \( L* `* L' T1 }
. j" A' `; z0 ~$ @6 [02、样机特性! K+ `/ R3 b1 K, u5 ]% X5 U, ^
+ _( t+ n4 n- N9 p* }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。! ]- s$ X7 `- \6 N; F/ k# E2 ?) r
# z c% O% _" X0 ~
2.1、输入特性：" ^5 n9 A3 D; k' c
* A% ?7 s0 I" A4 ?* p: J) i2.2、输出特性：
5 B* @% A h& y3 z. ^6 D0 r& z& z! G+ K/ d* i
2.3、整机参数：
& q) E2 [+ c" F6 m7 z
1 e4 M" Q+ D! l9 G2.4、保护功能测试：$ z3 w& B& |$ ~3 |( f
3 [- \6 e' G! j! [6 r" n" d2.5、工作环境：
: b% e- W$ C( O9 u" A7 @0 B
& k3 ], G# Y- u8 b( ?7 D C3 ^2.6、测试仪器
" E) n, @( K- Y7 @2 {/ }
( M5 t. O( [* F. n4 D5 }
) ^- p! J# m* o2 F$ o03、样机结构信息
, f+ t/ T1 @; z# F/ r, a, R! G* B. N7 @: m3 C( H0 F
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。
|# C$ p; J: O: ^& c* R2 P
8 g9 [4 K0 C- {% O% @3.1、电路原理图及PCB版图：1 B6 b1 x/ V2 \ p# J
. J5 Y1 a) c: @: g( o& |2 { ?
原理图：/ I/ ?, O) x. a8 `% s8 B7 H
- N; Q* J! M! H) @3 {! G j
PCB版图：( i6 T0 e3 [+ Y2 {. K7 F# q9 Z
" o( B1 m. c$ E
顶层布局图 " v6 w) Y% s' P7 B6 l. l# G8 [6 p
底层布局和线图
' ~/ R0 G( G4 A) X0 b' K3.2、变压器绕制工艺：4 S0 H$ X# R1 q" e7 A5 D6 @
( _0 s" v+ }0 y0 s% @- H, n
（1）变压器电性及结构示意图：5 k. E% p6 Y0 J5 j
/ L. ^) a% Y' H/ \
（2）规格参数：. S, t5 d/ r8 L4 `
' W2 t' K* ^' m4 }6 O6 v0 w7 i* p1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
4 T7 y* Z! N* h3 }8 Z) t2）材质：TDK PC40 或同等材质；6 s, G6 Q9 ?; D- Q9 d
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
; h! ^( D# d* A2 \5 b' }: j4）次级: 三层绝缘线
- T6 p/ f8 w, }( D% [5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质3 }+ U f( G3 b; j* ^7 S8 [0 r. w
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
q6 n, i( \' r4 |9 g/ N, t/ U7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
6 {" n6 Q5 y: t( T& P8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min5 o( a3 R2 Z. r" I! c- E( c1 y
9）成品要求:浸凡立水- l2 E2 O8 d0 P
, X6 x/ E5 v# B ?
（3）变压器参数:0 g: Q. S; C9 j: {' L
$ X1 l2 M9 @* W& w0 `
3.3、元器件清单：
( v6 r5 P; `/ k; u. ]
6 X, a2 m* Q, \( l7 w
" y+ W: k6 i# E/ B- ~% j1 K! y04、性能测评
8 r0 ]( z9 l. Q7 |: y
& Q0 S# I8 v6 |. \! P4 w( p本小节对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试，以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看，以下各项测试均合格，能够满足大部分客户的要求。
, |% t1 V ~; n, b: }! N4 K: F, m
4.1 输入特性：
0 M4 C( u+ e, c, Q! h! F% E G* N9 B4 b) \
本模板经过在不同的输入电压(从90VAC到264VAC)和不同负载条件（空载和满载）下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。
. L- w& Q! Z1 L% M( p% {
# i7 H! G" C) \. T: A9 @4 O表1、无负载待机功耗:0 T% L! M1 i3 P( P) ~' m
. R/ D5 Y6 h5 l' s: U0 E0 T- K
表2、输出100%载下的输入特性
& z/ w6 E0 @; c3 g; d( Y! x: u$ {. A8 D% z3 t& E
表3、输出PCB端测试的效率特性:
+ {) I, n% M2 a: i) a* c% G! \ t, c) x# ^" W
4.2、输出特性：. p6 _4 a/ f B! J1 S
5 z" l( ?% \' n注：以下数据均为PCB端测试；
3 s) t5 s) B# ~+ u' O, C; X) G9 f# E" w" l6 \- t
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
" |) ]: d3 P. b8 m* R4 m1 O/ m/ [3 _: o7 s; ~. m( Y
4.2.2、输出电压纹波：! _ l3 x1 j1 d- M. ?' z6 O3 c" O
|" q! P" A- j( Z4 t注：纹波及噪音在10cm线端测得，在此线端并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。/ p J/ b- `, j% L+ L/ ^ W* {0 ?
5 [; g9 U0 s% z q
) F) M, D( k0 _& m% H4 K纹波噪声波形图：( l$ U+ q: x+ q
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load 7 K+ s; w5 n9 f2 `- w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
. h: m8 i X+ u1 `- M! G; U! xFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load ( } W, _, H% W. U7 k* ?1 ]
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 6 J, |( W" @! w8 K6 X" m
4.3 保护功能：2 L3 x5 E! g( l2 {: [. B
S1 @ A# x ?1 [
以下涉及过流保护、短路保护的测试。1 S% G# U: z9 n- R" D7 E9 g- i
7 O/ y- F n' T1 H' a1 r0 V- E
4.3.1 过流保护：: ~( Q j! w! g" ]
9 Y5 k2 ^/ E4 p) l l' V# q! ]4 g2 l0 X4 ^# X
& ? N7 L4 j4 Q( s; l( i w
4.3.2 短路保护：5 R% \' w% ]% o+ ~3 ~5 V
6 W, {3 O8 V! |/ S" M功率计限流电流为 2.5A/ R) ^- z, H2 C8 x' A3 V
/ L1 h7 G' H/ M$ n4 p4 |7 T, [- z
. e6 a" v3 ^ r6 B" F
6 C. A' A6 a0 P {# r0 t2 Z7 B% [4.4 动态测试：4 e. T. b5 d8 K2 Q
3 ?9 G) E: C! s) ]4 z注：输出动态负载电流设置为2A持续5ms/10ms，然后为0A持续5ms/10ms并持续循环，上升/下降设置为5A/uS。
0 G) Z) n6 F8 f& I# v* k6 e3 @
" y, r& [$ E. J% {1 V! \: N# `1 M$ e1 M P/ q
AC90V @ 5ms
: l5 ]' W2 D: _) d- l5 d# ]AC90V @ 10ms
. j/ [7 T/ R! l) f6 e) FAC264V @ 5ms
5 N4 I3 A; l$ @- zAC264V @ 10ms
1 e" P' [- f5 V d- I1 T4.5、系统延时时间测试：
3 A; \) B0 q* n4 c
" W- _( |3 G+ ^7 q+ _% v' A* N注：AC端、VO输出端波形图。
! ~0 e+ |* D" E' w6 J' n! i- ], K
; \5 w# p! ?% A' E3 s/ E' L( ^+ K5 C5 s. Z9 J. A: n2 k; p8 o
TON_DELAY @ AC100V，100% Load " m: H; I$ l4 A- I/ n
TON_DELAY @ AC240V，100% Load # {- v2 d- `* D, J* `
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
( x+ P% V4 a& c9 ?VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
+ _: I5 V( L, G2 x) H$ R05、其它重要波形测试
1 L D1 w& z2 m" Y
3 Q) X! o" h0 X( {DRAIN端、CS端波形图：
/ @9 d: s% O$ b+ x% W2 @+ }7 M2 ?5 N+ P6 [
AC90/60Hz，100% Load
+ Y5 ], W+ e; I" J4 e1 _AC115/60Hz，100% load 2 t7 c1 V3 }. V2 }
AC230/50Hz，100% load
5 y4 Q- C1 S7 ]( W- {; tAC264/50Hz，100% load
P0 D) S9 p: o" I t4 @AC264/50Hz，100% load 6267电压应力 : f8 i" ~3 y5 c) k
AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力
$ f( e) i) g+ y06、温度测试
* q9 C6 {4 I8 e6 t8 P* F' x0 c1 U
5 S1 {3 v7 e* @/ [1 Z& D测试条件：40℃环境下输出2A测试。
: t9 g( Z8 R8 C! y2 \
. V ?' C$ {& A6 P07、EMI评估测试
5 l) V9 D8 Q! |( _3 a3 ]( W8 x" R8 Y, Q' ^; E
测试条件：
6 b! r' M: D. Y( `5 _: s# x) ]5 p输出电流：2A 负载类型：电阻。6 i5 T4 r7 B& V' c! W( Z
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
7 l7 H7 ^% P4 T5 H) VAC230V 传导 L 线测试 PK+AV $ z& m$ |. o! J) y- c/ l% R
AC230V 传导 N 线测试 PK+AV
1 T; z; I; |5 x. h4 D5 F! EAC120V 传导 L 线测试 PK+AV
$ O# [8 q p0 Z; lAC120V 传导 N 线测试 PK+AV 0 e8 \* f/ d) F2 d
AC230V 辐射测试 PK+AV
. z% f9 V2 Q, ?* XAC120V 辐射测试 PK+AV
) b9 { { V" `9 LAC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容
! E8 A+ q. P& ^( e1 LAC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容
5 |1 k# e; R! z2 I/ Q9 V9 I& i |
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