本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 ( }& m+ D4 R C3 |' S4 Q
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本文作为新春第一篇文章,将向大家介绍的基于本公司主推CR6267SG 12W电源适配器方案,其中本公司主推的CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM开关。
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) x5 h6 S) P4 j( R' W% \1 @接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!, S' V; p- Q- g! g2 ]: r* f
- f" j: p2 _" N. C$ G, t1、样机介绍) L9 W2 R; Q$ k
4 |$ k+ I7 a1 i w7 U9 k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12W,恒压恒流输出的电源适配器样机,控制IC采用了本公司主推的CR6267SG。
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, I9 D4 ]- V! t9 c, v/ `
6 V. ]6 X2 e6 l- n9 m
, j# u) Y/ m# g" d( M8 i
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图 + n, y; Y2 E) G$ I" _1 i: \$ _1 Q
CR6267SG9 `# [$ D' A( R; K' Z7 O
' V0 ~. I) V8 }/ c8 N. p* Y5 YCR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6267SG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 (90Vac~264Vac)内输出恒定的功率。
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% s8 `: P# O: [/ qCR6267SG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,使得芯片具有更高的可靠性。
: B6 ^0 [+ Y$ s, }5 I
- Y* V& ?9 L7 j芯片特性( g) S9 n$ P, ^
6 S9 b+ s2 n7 N7 e9 C+ d0 M, D● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
# f! v- E& X1 i/ d/ K1 r● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
3 \ j6 ~, O4 n% w5 |● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;2 X" V+ m) N0 o6 y
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
2 y P, J6 s3 O* t: L- A* s! F● 具有良好的EMI 特性;
2 m; f! y5 N! d6 n9 V1 Q7 T+ [● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;1 B: w: e+ N+ K8 w E
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;* Z, {# N- A/ Y9 G" v
● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。
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基本应用
: j6 q/ I/ i ?% F% Z4 B, e. t" E, i8 \8 g8 u# L
● 小功率电源适配器
4 t* L& M* I" c. m" h1 i1 o* ^: s* ~# c6 \) {* Q" w' V
● 蜂窝电话充电器/ R5 E! ?/ `! t$ t
8 a% Y% p8 J' p: k; `$ z% p
● 数码相机充电器
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● 电脑和服务器辅助电源
\( d8 o- e( s! D) N: j* w1 g' z# v5 z2 C
● 替代线性调整器和RCC2 y/ ~& s6 l+ t) f8 p0 d, b2 ?8 }
; u0 [/ `# `& |, n
引脚分布4 U& }5 ~) }* `6 i6 O% Z
# K, r" |) ]$ t2 X1 @引脚描述
9 I+ A9 ^- i, T* Q. i
3 G2 a* e, X4 t% f4 p
$ o$ C7 [% I! X6 Y7 U$ Z典型应用
' J; ~$ H+ q" w( Y+ w. H% i
* X' @" Q5 Z. \6 }5 f+ p2 @% j: {$ p& E+ n2 ] A- Y6 q
样机PCBA尺寸:67*35*19mm,是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为74mW;同时效率能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准;全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。" Z) b& X7 Z" ?( l3 F
# z+ ^- ] x! L1 \7 E- }
整机(含套件外壳)可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具良好的恒流输出效果;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
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% r0 E z5 z2 T5 U# ?! o% I5 N) _样机的变压器,采用了EE16W加宽磁芯(PC40材质)。变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
" ?0 j {9 G* ?) r3 e0 P6 P( G5 N s( \& V, ?) R
2、样机特性7 s3 l- c a5 G+ v- v# m
3 N( E& l. Z. g% Y) ~# 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。5 R5 _5 z- w S, [' I Y0 P
3 q' B( `, K2 X% J2 z" G) Y. U/ m2.1、输入特性:
: [) }( W4 Y% E6 _8 t; s3 z# O: u
( Z6 Z# F* R3 H" D; g* n3 e3 _1 q: p
2.2、输出特性(PCB END):- ^( D W7 A. P7 X+ J
$ E- d3 ?( Y( ~& V1 J/ H, h5 P2.3、整机参数:
( x* z9 Q3 e) A: q- ]0 y6 m( G5 P1 k1 u' o* q: B
2.4、保护功能测试:
t9 S5 ~- a: p$ d: l$ @1 p
, \* u- E+ R; X- I7 h) a8 M2.5、工作环境:
5 i% x, a% O1 T9 ^: f! u% O4 R0 t2 ]! N
2.6、测试仪器:4 @) W0 P8 t. z; S4 V$ {
% l- K4 ^. ~0 |3、样机结构信息8 b) Q" H; s$ b) B/ T4 ^ V+ Z
2 Z) @) J+ p3 {$ J5 z! @. V8 _( i
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。
# V8 L# C" h+ F6 }" N3 P) G/ [7 {. \4 K( J5 J
3.1、电路原理图及BOM:
8 O( g4 I# G; C8 r) E5 j* {* s: P: p" S) i5 |7 H; H( z, g* U [
3.1.1、原理图:: s- |. E1 U4 I5 x: ]" b9 r
) A7 W0 [1 @( R. C; `4 p( j! r% R% b/ Z: X, H
3.1.2、元器件清单:
# e+ C; J. l9 ]+ S
7 k1 n: C* @& K' E7 \ l7 E% {+ M S3 A* W0 O$ X- W. @' p
3.1.3、PCB 布局&布线:
, \+ _) I* Q* z6 q7 j+ q, p
h2 o: N0 ]& ^' _8 L
PCB 顶层布局&布线
1 @8 p3 U7 J4 l# ?$ D; X
PCB 底层布局&布线 3 K. x6 c& k* T) }
3.2、变压器绕制工艺: x' Z; s9 B2 p; g5 I
7 ]* e# C+ y0 g; }
3.2.1、电路示意图:
- D( q* Z) p( b% t4 a
5 Z6 z) d& U7 o# k4 f3 x6 c3.2.2 规格参数:
: u1 @5 V" [1 X3 t# O
- |3 h& K" S- E& K- @1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;7 D* B N" l: p7 v% d& h3 x; X
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
% K$ I9 }* h* t& j) J3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;6 u) w+ e& d4 v5 l
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地; ^& m2 ^6 V) n: Z4 q! m
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
( s' e* i2 V- t6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
% c' Z+ v+ y! g5 N [7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);2 Q, {" d5 Q7 k+ H! H
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
* w+ }$ t$ i6 k% |! T/ z3 H9)成品要求:浸凡立水;* B- {2 `% h" @; y" j; Z! q
; f/ j. z6 t' K/ K
3.2.3、变压器参数:
( A& n, X! A6 U C
1 l& w- k& Y& e. A1 s5 p) H! S
3 ?7 {1 u3 {- G) Q% h7 W) K/ i3.2.4、变压器结构示意图:
- j9 w8 i e y- O
" @. u% k9 u5 w& ?& [4、性能测评
2 \, W$ f1 r: N- G0 U0 z0 F/ }) O9 s( V' J
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。" X# L8 ^! B4 P: n
5 T0 H( [3 v/ [8 G- r$ ~0 c4.1、输入特性:
! A1 E8 y0 t# r6 l- c
- x8 [, U' E' {1 j& z本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz 到264V/50Hz)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。
8 S5 u& A- y( @6 u, J) [" e% A! T. o
1 |' ]* e! x0 \' Z R表1 待机功耗
( B J+ T5 p/ J s3 Y7 ?" V! X1 B, P+ e* |* I& R
表2 输出100%负载下的输入特性% y5 g1 F! Q. d. E0 Q4 l
0 R! b5 C3 q* U: K表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)$ q* q. Z: [6 }" t
J" ~1 ~' Y* A# A8 U3 M* G
表4 效率测试(PCB END)# M0 e3 A3 w+ I. D, | s" J3 y9 a
$ A+ w: T" b' b! [; t表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
5 z% U" I% G6 A0 r- B4 L% y+ E$ T
4.2、输出特性:
8 v0 n6 e: W* c$ s8 }' \2 y( l3 s8 I# i `' B3 @. v
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)0 v" O9 z' b q7 o( T5 K
& b4 ] o8 u% l2 J4 y8 R, a# ?
1 H$ q! r% O, l2 \2 v4.2.2、输出恒流特性:/ \" _2 o0 y- u! x
! `- r' |" E- v1 c+ w4 _+ R
: O/ D/ \+ n+ j3 a4.2.3、输出电压纹波:6 ~, O2 Z0 A, H8 h; \" R
' {% u* p2 H' [1 Q. o: q) }注:纹波及噪声在1.5m 24AWG 处测试,测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容,带宽限制为20MHz。2 m$ @ E3 F/ j5 ~+ h6 q
- d* Z+ x& m: B; O F3 V% M& [ C% ? * n/ Y: T) R+ s2 g2 x
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
+ g: f3 v! a7 N1 H
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load ) r g y7 s8 J+ M$ L- }$ J
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
0 J+ V6 y! y6 j! n
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
$ e6 E$ [ ?! S' c6 t9 F) }4.3、保护功能:3 d; J: F" l+ w; v
% L" ~9 i1 W' B2 \以下涉及过流保护、短路保护的测试。! b) i$ M: w, f6 \. s
: d; H( o+ @" v3 Y4.3.1、过流保护及恒流特性
# ~% B2 }) W+ i6 t: X! q% w4 ]! F4 X* i% o4 V
& j8 U' e+ u6 }; C( @
4.3.2、短路保护:
- t0 r6 v* ^ `7 i2 I( U( F- K1 J. Z0 v0 X" I! S. c
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
! o- D9 A$ s( Y9 J c3 l6 S, I- u/ r2 v: _6 @$ a0 m
$ j2 g# a3 p5 r4.4、系统温升测试
3 k0 b3 y/ m9 f5 K+ Q
- i( c$ O3 \1 r) R7 F# L8 y4 A本项测试评估成品样机(含配套塑料外壳)在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件:输入电压分别为90V~264V,输出电流1A。8 g# |" p3 l9 L/ [7 @6 h9 h P4 x
; D: t1 a: p7 |: M' x2 ^
' h( \+ y5 z! }) A% q% I测试样机及配套外壳
8 i3 Q. G: a+ ^, `" e/ p, S9 E6 r, W! H
温升测试:& {) y9 a2 x% M
. T' t0 L: ^; X+ C4 X
4.5、系统延时时间测试:
& {$ Z" E6 d* h% [5 w) |+ X* S! |# N' Z
" O% P# `9 }7 e: ^8 T. N% e' X
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
2 w1 L! [1 m3 S+ Z( k! o
TON_DELAY @ AC240V,100% Load / {# i' ]4 g2 O5 U# O c& Q6 |7 |
THOLD_UP @ AC100V,100% Load 2 G2 C$ A- a' b1 K9 U3 t
THOLD_UP @ AC240V,100% Load - ?2 S' P3 |; R2 D. U; T; O2 l
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load K; c. Q& } x
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load 6 z, v5 `$ @; {! n+ j; M$ S
4.6、动态测试:
* b+ ]7 O/ V, J6 V+ N3 l2 n" ]# O3 ]" r
注:输出动态负载电流设置为1A 持续5/10ms,然后为0A 持续5/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/us。
" J, \5 f4 j. Q
3 C% R# B2 }0 o& i9 Q6 `6 Q ) F- p- H/ o+ Z2 Z+ O9 B
AC90V @ 5ms ) W1 s7 P% G% X! E5 B
AC90V @ 10ms
" @' p4 N8 P0 F, d. V6 W4 D w
AC264V @ 5ms
3 R4 S1 ?' L4 k% Q0 b, U v
AC264V @ 10ms - m: f& {7 z- {! y# {- ~
4.7、其它重要波形测试:, A8 g; [% w8 I* H
H: N' X9 E1 f! ZDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
6 v M" t# H& U' l% L
! j9 o+ ^' \2 O8 j0 z
AC90/60Hz,100% load
, i) N( }: R$ c# j2 I' R. @- V
AC115/60Hz,100% load " M- o9 h2 r1 [+ Q6 |" t; a" u8 g J
AC230/50Hz,100% Load g a( S4 M& j( y
AC264/50Hz,100% load $ D+ Y1 k: g; n" T# K0 f. d% M
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压 D! D9 Y7 r( v* M8 Q
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压 2 E" Y8 L! _0 ?3 \, `
5、EMI 评估测试" |) o8 t* u. X2 h. O8 |5 @
0 U# E: J# n/ l# M测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;1 D+ Y9 x+ A$ Q4 Z2 N3 ^1 a* L
输出负载:功率电阻;
# j- E" ~( N. [' W/ ]限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)/ b5 Q, D; H+ W
5 ?; ]& ]7 S, r
AC115V/50Hz 传导L 相
5 D$ q* ~9 j; \" y0 i; u. s
AC115V/50Hz 传导N 相 0 {9 U b& ?4 M! m
AC230V/50Hz 传导L 相
1 F, ]& y' o( R- ~& e% n
AC230V/50Hz 传导N 相
/ l, N0 p9 D4 @8 c1 G
AC115V/50Hz 辐射测试 2 A, Z* U/ ~) @, o8 t4 l
AC230V/50Hz 辐射测试 |