本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑
" K& V* K4 y4 \% L) t
6 U" g; V V2 r g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。! t% H1 V: D6 ?% { ?* Y H) V
1 }- y0 @# d- Y' [9 }, m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 H/ T" ^" o+ `' F5 B. ?' H* i& l) z- l, a% ~5 U
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：$ q- }& ]3 j" J! b' c/ M
3 \( u, Y1 ^( P: g V01、样机介绍
% B6 y" C0 y! n/ L3 U# v& V. W# k6 R$ I; ^0 v+ z2 D
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。) C; O' W/ L7 h: m6 T0 i, v `9 L! D
# B7 K4 u3 _7 D1 H' z- Q/ a
, r9 x1 F9 r6 s. L9 Y% ?2 p* Y# W( \, P2 O: z
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
5 X- q0 W- F# Y, CCR6267SM芯片特性：7 S: V# l1 F" z5 R
1 U0 k+ v+ q1 l' h" e
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。% ^- I D( T' x$ B H2 W) ]; l @
. ^0 B: @2 x5 c: g8 wCR6267SM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。
8 G/ v' i9 {1 O4 J8 p' g! A& V" X" r; [
● 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 i' Q, h. n
● 待机功耗低于75mW
+ `4 g% ]5 E- k: Z● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
( D( ?4 C# S% b7 f4 [● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
T8 |1 D# c+ T, V● 可编程CC/CV模式控制
; R& W( L! Y1 G+ W( v9 S● 高能效QR控制模式0 e0 J* T" v- J. r N3 e4 s
● 内置输出线电压补偿功能
E7 M" a0 g, K; F( @) h/ M' U● 内置初级电感量偏差补偿功能 `; ^1 j( o: K% a, I' ~: L
● 内置全电压功率自适应补偿功能
! [; Y/ D1 c: l- J● 动态负载响应功能
# D, P0 w5 _6 c' m● 内置过温度保护功能/ J' D _8 n9 n# o
● 内置输出短路保护功能8 {2 }- J. T! j& x2 Q" [( S& A( ^& x
● 内置前沿消隐9 B! C5 h3 O* P( ?- c
● 启动电流和工作电流低
5 l0 l- h+ K$ |8 S p● VDD端过压保护和钳位保护
0 M: O' J _0 [# N" e) a! S● 逐周期过流保护+ _* z5 g L' G4 p: ^2 F0 R
● 内置输出整流二极管短路保护
9 Q- c4 `7 T+ X. x3 }0 m4 F# x' s5 R● 内置输出过压保护功能& ?: @( R' z0 A' Z
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
% R4 W" i# H4 O7 t# j( k● 4个引脚散热5 Q* E* i; K( F
● SOP-8L绿色封装
. u! W- d; h1 W0 ~, [6 n. }
- M- n5 ^ B1 @7 k. C基本应用
/ g- b5 ]! U0 C. I2 W● 小功率电源适配器
3 F/ ]5 [2 d* ^# S& L& t$ s# ]; ~& ~● 蜂窝电话充电器: ^2 {8 i) M0 W' c- I
● 数码电源充电器
! v! `3 V$ X! u3 h) ?; N6 V● 电脑和服务器辅助电源4 |4 A8 \8 d. h
● 替代线性调整器和RCC
6 U2 n6 j% L$ T2 i3 Q
( a; z0 I; Z4 R: e典型应用
/ @7 q0 |) Q4 B5 e# u, w4 G" ]/ }: O A( J" s% r
引脚分布+ G0 m2 {# ?$ u i5 E R% L
& K' l. |7 [) U) R# J( i5 P! r7 C
引脚描述) K# J% |" n( x6 K8 _, }( y
) T$ V7 X8 Z- Z1 M6 d8 N
CR85V25RSA芯片特性：6 Y3 h* b" _4 J) _
# r; @3 _ J, B! ~0 c9 f# `● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
" M5 D7 G# O4 |, l● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
/ w3 X6 ~$ V# q' L, d, E& z' E& b● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。% C& `" V6 K) ?
# d" a/ j0 N( D( X% T$ t H1 s/ ~# m. d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。
7 f; e& y$ ?5 a9 P1 [8 i) F6 M
9 N# z. @% l4 H3 ]. g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。
/ ]0 w! e- S4 @3 h# o5 ^5 D" d& o. W
, W" n& q5 o! |6 lCR85V25RSA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。. m5 ?" Q0 M5 e
- t3 D! _8 B" y0 K02、样机特性* W) @1 p+ W+ ^7 ?& ^
7 h- u# a8 |( W
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。+ Q) q( O6 Y- `1 X) P# y
1 U% f V' ?% z6 m8 M) [/ T2 U2.1、输入特性：
5 ]# G) _4 J6 p/ d; Q' l! m3 N
% J ]1 U$ W! r& c2 |& w. E2.2、输出特性：& U3 n0 m, i- U$ L. V9 Y
* |8 m8 f; {9 m6 O) f2.3、整机参数：
3 F# p; E5 S" }% M2 |, Z1 m$ D0 t" @9 P" c8 n% h3 w/ L
2.4、保护功能测试：6 I9 ^: J$ w: y3 U1 x5 P* m+ A3 }9 [
s/ A% x- P7 F. ?1 j, H
2.5、工作环境：
) L+ ~/ V3 }+ w! l5 m" ~8 M9 u, O9 n) H+ w5 F) ]+ r/ L
2.6、测试仪器! J. o0 R2 O9 f. ~
2 C' G0 G4 f6 b }5 D; W0 L3 I, g$ v, u- l* C8 i$ j: Q+ c
03、样机结构信息
8 O) R' P4 T' |( G5 V, D+ O. e% o
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。
% Z6 z9 p- S- A8 i1 S
6 P' N# Z3 y5 z3.1、电路原理图及PCB版图：$ N( h O* ]) T# j
9 b; L% l4 W) h0 s W( W
原理图：
0 R4 O: j$ v! x6 \2 L9 F
( k7 R' d5 Z" f' N' f* hPCB版图：
% x/ Q9 U; X! R0 H' o9 q& j' T$ r f( r' N
顶层布局图 2 A% P; K' E/ H/ E% U' E3 g
底层布局和线图 : _, l* `9 ^. p, p# G
3.2、变压器绕制工艺：- d w2 g' p5 U) P. G8 B
; g3 h% [+ \0 W& F) s（1）变压器电性及结构示意图：
, F, {' V2 {. S5 j% i
' Z. y! s6 r! Y7 @4 w8 I（2）规格参数：
: E" ]2 k- T( W
% p1 K* C2 t! o0 o* ?4 p; m. g1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
! P0 l" m& S; f$ h: v2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 v6 w& Q% {/ L5 {2 C U: K# q l
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线8 X7 Z& {+ T9 L, z. T
4）次级: 三层绝缘线
( E- [- F3 P; D6 v5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质- |% ]4 S4 t( D
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；$ q% n; L" A P( ?2 l) [
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）)
0 O! K" L7 D* A$ X8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
' E6 `# L6 u6 r+ y& M" }, t9）成品要求:浸凡立水
E$ C$ i$ R0 p+ }1 e
3 g' j1 B% o1 z9 r) L（3）变压器参数:2 ^9 I5 K1 h W* r
5 f9 H) J, L, J) |9 ?. @5 w
3.3、元器件清单：: w) T1 W% Z3 [5 r P$ q* v0 j
3 q- D1 [" D# g, b" F; ^
- t2 z* M6 B' Q* E* n8 A04、性能测评# v# r! W/ g, X7 m$ i4 T/ k2 n
& D3 N! _. \3 k3 _0 S' }( |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。
3 |6 t+ k% X& ?
- b: C8 T+ D, j3 S! a5 r- ?) U3 N% O, l4.1 输入特性：% M4 F9 o4 o: H5 @+ O
$ a; d% S" @4 r2 Q' X3 g1 ^3 H
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。
# p6 S3 C, [9 ~3 b: W" `1 g* d1 U" M" W3 `* {4 M7 M9 _2 M- M. k
表1、无负载待机功耗:; c/ O$ y, v% S7 B0 y
: x" z# x. A& A9 M
表2、输出100%载下的输入特性
* Z, l6 C8 n+ O9 Y& k! F2 n7 p3 r+ f& y# x/ ]' J% t
表3、输出PCB端测试的效率特性:5 ^( \( p( t9 y+ Z( t5 m
5 f$ N/ A8 l. q% D! U. L
4.2、输出特性：0 a! R! e, J& |% T0 w9 W
; Y# I8 h3 O7 E) ~* S
注：以下数据均为PCB端测试；7 M, {" A9 E# M
1 t; `+ O# x; ]9 A/ ?$ I7 K4.2.1、线性调整率和负载调整率：, c, P! A! F" _+ Z" B
. _% p8 ~. I; H8 Q4.2.2、输出电压纹波：5 i! s+ v7 P( P" i
( u2 V6 I' f( i7 _& p. m$ j* J6 R( F* 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。
* e9 z% n; \: w; S8 `% B+ v
4 T. P3 _5 R$ O# k4 ^6 _, K
2 ^5 `/ C1 ~0 a纹波噪声波形图：
( h9 q$ |2 X& a. D, DFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load # U) o; S! Q# J
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load # f7 V7 S6 m4 A% ~; n
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load * A" u& [/ f! c" F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
7 ~" k0 X' {8 }" h' S4.3 保护功能：# a1 _1 p) d# Q
: Z% b9 f4 Z, y/ `+ ?( D以下涉及过流保护、短路保护的测试。
& k/ a8 J; s6 B' \ ^0 _
( ]$ N2 l+ z, Q0 F' J. M- t4.3.1 过流保护：
. T' t( S5 c% m% [- o* a/ G8 W" f. \' W* [# L U
2 ]& U9 l$ C: J& v$ [6 p8 \% f. i& P5 K6 L9 z' k( u# \" o
4.3.2 短路保护：
& h7 w9 e' u/ Z
: l0 n6 z7 J* F# s功率计限流电流为 2.5A
; `* t( [" Y5 k; v+ A* j. b# I7 a2 G% _! O* f
+ N) w( P6 N" m1 I7 l, M! n1 ^5 ^; I! g7 m/ r6 x
4.4 动态测试：+ }3 Y$ F% w" V1 M$ {7 d
, w, E$ t8 g0 q: T
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。
9 P- h' a1 f, J8 i$ n/ W$ o
- K* M) x) l/ i, n
- B$ D& V) ?# X/ i, x+ r. i1 ^0 k ?AC90V @ 5ms 9 N& q1 i4 o: B, f9 C
AC90V @ 10ms
( \: K* ?- g U3 \ uAC264V @ 5ms ' N- U# r3 A$ w5 E; R* {
AC264V @ 10ms 5 ` J, r6 ^( e6 e s7 R: w
4.5、系统延时时间测试：
; H2 p; }5 \ b( @: p
/ ^2 T0 E6 G% E, ?: s5 U* H/ ]注：AC端、VO输出端波形图。# r+ |# U% U& R5 x1 v: s1 S
3 S& m1 W8 F3 l2 H) A% I4 F' u. p6 J4 ]/ y+ Y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
0 @+ ~7 {$ S# `3 JTON_DELAY @ AC240V，100% Load 2 i+ V3 W6 @" |1 h
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
* w3 b. V& \5 f7 G& C9 DVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
( m3 {4 p; r. w05、其它重要波形测试$ ^& c' w% T# ]
& k7 n) ]/ R& b( q$ iDRAIN端、CS端波形图：: h. k) L+ N9 c h
, B' ~ N( A# e- H
AC90/60Hz，100% Load * j" T, ^, G; c$ U, }% J/ h
AC115/60Hz，100% load
5 i, X8 ?+ C( P; ^AC230/50Hz，100% load
2 r) _4 ^& O7 I: }0 wAC264/50Hz，100% load " l' x" d- X1 K" B: a0 N- ?2 K
AC264/50Hz，100% load 6267电压应力
3 L* [2 q7 D4 i. O" bAC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力
+ L8 l& ]: j3 A+ z( M* _3 W06、温度测试$ e% V, T) g; z. k% m8 O
$ @8 j6 U9 \! b) Q8 B5 i% B测试条件：40℃环境下输出2A测试。
: p2 Q2 o3 C7 X# ]+ i
4 c. ?7 _8 u/ o, `( P07、EMI评估测试
- ^% P' E; k% } P. o
6 q; s* ^8 p h5 C; j测试条件：
" s8 U @' a4 Y3 T输出电流：2A 负载类型：电阻。% T+ P3 G9 L9 A* c+ Y
限值标准参考：EN55013、EN55022B。 V9 i- g, s/ D6 x
AC230V 传导 L 线测试 PK+AV " L1 h1 `' P* G+ @0 e( C' g
AC230V 传导 N 线测试 PK+AV . d' _! n% @1 P; v3 P! f
AC120V 传导 L 线测试 PK+AV
2 ~; O$ S5 h, D* ?) wAC120V 传导 N 线测试 PK+AV 7 x" W! w& y, B! I% A
AC230V 辐射测试 PK+AV ! ^) v! ]$ m; K+ c# A$ ^
AC120V 辐射测试 PK+AV
' @( k9 ~- V+ rAC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 . D9 ?" i) D$ D# i5 @
AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 6 M; G- O/ v4 `1 y
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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