本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑
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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。/ M" f0 E- B8 z8 J: x7 W
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接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
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1、样机介绍
' r1 [& I4 j# Z$ m5 C R1 ?& i2 }% O( B0 ^
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。
; v2 @2 [3 b8 F! S3 T4 }: `
o9 b" _$ X: V* {) ~0 p7 _, L3 }
) ], V8 Y3 V, P! N0 O, Q- D0 Y " \! y8 { Q0 j# N0 j# U
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
9 ` o8 S) H# f! o" \) J) TCR6267SG
2 A4 H! L& g/ E; q; E8 Q, X# r& @: |, ^+ V
CR6267SG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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/ h; x9 |0 Y0 L# b# YCR6267SG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。' M5 r( ?- r9 d3 ]/ e
9 \; A2 n, K8 p" `& b9 U芯片特性$ |, g! y; n' \3 ?: k
' g( V3 E" r y' v3 x- K● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;. t$ q K1 i. N3 g
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
; I; C0 G5 P) n! ?. i. i$ d4 N% c! r● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;2 v8 l; z f0 ]
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
% Q, _, t/ Q( A. L( O0 @) K● 具有良好的EMI 特性;: Q& t& T. Z) L( o; D
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;* P: j- ~5 l; e6 a+ W; s
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;5 [( R/ }* a7 O" D
● 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。# j, _8 v5 e5 a
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基本应用5 {! u* H8 c! y, F; l: g
7 u f2 k# D# j* n+ b+ Z6 [
● 小功率电源适配器
6 Y4 L! Z* U3 K8 J( o/ N$ f/ J# O3 n% _8 u
● 蜂窝电话充电器
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* ]' f# d2 B. B+ t, F; @: x● 数码相机充电器" R. j3 f" W# ]: L9 B+ G; n0 u# J
9 z# j! T1 ~. l1 ?$ [+ c0 e3 C● 电脑和服务器辅助电源6 z* O8 Y5 p6 J& g; O; d
8 ]1 Q3 ^: y3 N9 P8 D# R● 替代线性调整器和RCC
/ |6 Y; _7 S5 U4 i
+ `1 }0 ]- h1 y' h; E; \' f& Y2 v2 d引脚分布2 ^ y" h/ E) l7 w9 G T0 Q9 Y O
0 ? a, E1 k0 G" t& e1 r/ n5 ]引脚描述
. l* J3 x( A% v# y% e3 C- i3 p+ U7 v7 H! x
9 L1 I6 i; z0 ]9 F# B' y1 ~9 V3 r
典型应用- Y8 L: m' q/ S. F v0 Q$ v
9 m5 H8 b+ _6 h# u
V% Y9 U% ^7 C1 K; f
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。
+ n5 e4 s0 {+ M- j3 L
" H) P/ P( g: A) X! d+ ^3 N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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, g! R, S* s0 X, ?1 L/ E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。" O0 M* Z8 r8 P1 O) t1 f
' Y5 G3 I3 W$ P" }2、样机特性
6 R ?5 K2 t6 O0 k0 J& `6 Y$ r; x+ p9 ^1 h
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。
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2.1、输入特性:
/ n8 J6 ?, d# k, W5 Y9 }& X+ ?# J# D( Z- S8 `/ ~
/ t% N5 V" c) m: h+ m: w3 q" o/ \; @! W; `. O
2.2、输出特性(PCB END):1 L8 @! V! w3 O2 h
' f+ H: i& R2 x3 G2 W* q4 R2.3、整机参数:6 u& R* n6 h% ]) | y+ v
5 ^ Z' M) r2 {' D" k; x1 d2.4、保护功能测试:
i9 ~9 W4 K' ?/ z; |8 U0 {: j: U1 o
1 z, k; T! L1 Q* B2 }4 W2.5、工作环境:( x4 H* H8 N* w( i2 b4 a
& t6 \4 p F# b: f
2.6、测试仪器:0 t5 s! r1 D! V w w5 b% b1 M
: {, }$ b2 ?0 I) { W& P3、样机结构信息
6 R& J! i. c2 U R2 @1 w: Y
8 e- p' B; B9 S! p6 S* ?5 W9 e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。4 p* M# A# a+ \( e2 r2 c6 [$ X1 k7 {$ U
L# E4 e+ [1 S. R& B3.1、电路原理图及BOM:
* f5 N7 [+ E) r6 g. |% |3 T M
4 G! c" `5 h7 h# V6 F3.1.1、原理图:
* T& u' i2 o, X( z; j, v$ V, w. S, [$ t, V$ J" \$ O
2 E# t$ R% M1 w8 P) H# Z3.1.2、元器件清单:
4 f9 {7 P/ [) U2 c# `* o: }- N2 x ]2 h
" q) l: l' y- E) {8 N' W( w7 V3.1.3、PCB 布局&布线:* f; K6 M$ ^4 x: \6 S& |
6 \* y: b3 v8 A
PCB 顶层布局&布线
8 F$ S9 W6 n& z
PCB 底层布局&布线 , @& h2 k/ b$ g
3.2、变压器绕制工艺:
7 x8 K+ L; N- ], t
- o( h g* J( G9 |3.2.1、电路示意图:
1 l6 \" s# L) s; U( U) ] ?3 f1 Z) x' n4 M5 V" z: R
3.2.2 规格参数:
4 ?+ D3 h9 [( a) C6 W4 w
. {2 e; `. r3 w" j" x. T1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;+ S. M- E9 _3 z2 C4 ]
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
; c$ C) L" P) q8 b1 |. J3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;6 }$ T! @' m4 i4 f
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地! p6 h( P/ k5 p' e4 z
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;2 F2 `* j W) B" G% T' }
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
! Z+ G9 Y3 P) E1 @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);, D' Z5 A& T: o' B# z2 i% d
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;- N2 L4 k6 N) }8 \2 @0 [8 r
9)成品要求:浸凡立水;
0 v# N) [% A( |0 F
/ v( v. v2 q8 H! z: S5 ~3.2.3、变压器参数:
4 R) T2 [/ `% d# ?8 N4 o) z7 r
0 h. R3 @7 [" ^9 t
! L1 |1 I9 W; ~2 a3.2.4、变压器结构示意图:
2 D' u' J: O* {5 A- o3 n4 V. h+ }' T
4、性能测评( V3 _ s" r* {
1 `) i4 X& A; F, J2 N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 y1 L. b8 {/ y) S* }6 }. N" l' z4 T" X6 D3 G0 p
4.1、输入特性:9 t" G- y& f( h/ b
: D1 M1 d6 t4 @ G, x9 X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。
7 Z3 G9 e% X2 l8 O6 p5 ^! e% j+ k. r7 \# V I) Q! E
表1 待机功耗
+ o% R+ O# Q. w/ K0 C0 Q9 K! N* B
+ b% L) X4 S9 @5 N3 y表2 输出100%负载下的输入特性8 G1 b# f" ]! _* W7 h
' m6 f( j, J' h( T/ }* ?. c表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable) M8 ~+ T4 O& r3 g
2 c X+ ?* {7 C- J表4 效率测试(PCB END)6 s% ]8 l1 c8 I3 l; ~& J
: c2 {: ^. ^- M. ?3 a表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
% k6 c; g1 s5 m& y/ `
. ?. h# x+ h L6 i) b4.2、输出特性:
2 u0 E' o9 ?. ?0 ?. \, R: w% u! Z0 _+ T% y3 s
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)
1 @" b7 l( G/ R9 ]8 ]
$ m$ H! r I' B. l* ^
0 |8 d! M! O$ M) C, E- U; Y) V4.2.2、输出恒流特性:1 s( L9 Q7 I8 A2 i0 ]
$ Q' R2 J, s& |, q+ l, j
. h0 q: k2 e; E& i) w1 C
4.2.3、输出电压纹波:- ~& \9 F0 Y7 [7 u
. j, n" ^% l5 E7 a% `6 u* T6 w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。
, e3 f' I+ r, P9 H' d, V* k7 z p" d0 m* o: O5 M
7 ~0 _ w8 L3 V; S3 Z
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 1 y. I% e0 X% }, U. }6 U( t# w
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
# d# T" ^' l. `& Z0 h- \- n) j
R&N @ AC264V/60Hz,No Load # p9 p( s# P3 s( x
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load ! K, P$ P$ G5 e( P4 ^6 r- _
4.3、保护功能:# e" i+ U0 _* G2 W a) _$ W. K
6 p& T3 T2 b+ F
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 F9 B! C0 l) a+ g9 n
3 D+ K4 Q0 K+ K. p: W, W5 v3 e4.3.1、过流保护及恒流特性
; O( w2 o1 z7 C' E) r; e
5 E+ g9 z. n0 V, s! y2 F; }5 h a# C$ O2 G6 w y$ n/ _. D9 R
4.3.2、短路保护:4 y# b! l$ U" U" x1 k0 [' P4 I ?
0 v1 ?# F8 Z, t+ \5 q
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。/ k/ ]* i9 w0 _( }: ~$ H" [+ q
, e S! S" Z0 B. N v8 C+ n; l1 K$ b2 d- O; _& `1 E
4.4、系统温升测试( h% `: ~5 c7 M4 D
' ?& N- x I2 I' f+ x3 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。
. D5 }0 u( @$ U! q; a# M% M% j: ^, ?' \* A- H
% u, y: p# Y0 s$ @9 C测试样机及配套外壳 0 w; m* u I' c. e# }4 i
, n* A1 }9 `: X1 O& Y, T& T0 g温升测试:
- t2 F8 A8 l, J
( h, `4 D( X7 b9 b4.5、系统延时时间测试:
" p+ D! l) r B) B ^2 h* _
, h- P- n; [5 b E N- X" O- K
% W- Q0 S; ^# T: E m* I: h! f
TON_DELAY @ AC100V,100% Load 6 }8 K, w( R6 ?* |! O
TON_DELAY @ AC240V,100% Load ! `4 v, j5 J D
THOLD_UP @ AC100V,100% Load & Q( N) F, ~+ A. D- f2 U
THOLD_UP @ AC240V,100% Load 8 Y* m7 x. b5 L( O- `3 j. L" S
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load
1 t( M) ]$ l4 w
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load 1 u( C# N9 c5 k
4.6、动态测试:1 I' s6 E( \$ g; _, O" m1 Q
/ c6 C" {# s% b. Y7 L! }: n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。% L# f1 h. R% o+ b+ l. R- H! A
0 h3 ~# W( ?+ G! \ % U# G }, j& h3 [1 E7 v2 U4 J
AC90V @ 5ms
j; Z4 c( Q0 g& T7 v4 x; N& e& Z
AC90V @ 10ms
5 n6 ?# b: j* o. t: r
AC264V @ 5ms 8 z! |3 O8 z# d1 }3 V
AC264V @ 10ms
0 T( u- k- ^$ ?6 V+ @! W4.7、其它重要波形测试:
. S, g5 `; i* m) }" e8 V
c( u" T" W: FDRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图: S5 e; g! Z R/ w3 W
) c, W" q. s$ d. G3 M
AC90/60Hz,100% load , d$ H; e) J% A/ P7 d) T5 G2 y6 z
AC115/60Hz,100% load
" v1 C! J1 M0 P3 u
AC230/50Hz,100% Load
* R6 f/ j8 z) ]7 P% w
AC264/50Hz,100% load
1 @8 p! Y# x% M; Z3 j6 f+ p
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
8 J( a1 x, }' @$ e8 z |
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
% y9 b# y2 X+ g5、EMI 评估测试
+ d6 V0 c/ J/ V. D5 C' [& X, }
& R# U7 u; p1 _测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
" M" P5 @& U/ x% C7 S+ ^/ w8 c输出负载:功率电阻;' n$ O8 S% H' J8 B
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
5 _8 l% T6 M' U( c# _% k: f
C8 s( | V% k, H* Q6 X- a
AC115V/50Hz 传导L 相 * U- |6 x4 n, \5 T+ u3 v4 @
AC115V/50Hz 传导N 相 ' z9 g6 H4 c- V" a |6 U, |7 R
AC230V/50Hz 传导L 相 ! H5 y3 V& L: O/ [ n
AC230V/50Hz 传导N 相
2 A8 E: D( v- r) g$ c! K$ b
AC115V/50Hz 辐射测试 2 h8 |8 }6 e, A2 J2 h% n/ O
AC230V/50Hz 辐射测试 |