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小编拍了拍你,递来一份基于CR6267SG 12W电源适配器方案

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发表于 2022-5-11 15:21:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 ' `/ A& R! X4 E

1 G  ~" i3 B) m5 K: [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。2 N# V1 c/ F+ T6 {6 u2 [" R3 W  {

" ], [3 d2 a4 a! f# Y' G接下来就让小编带着大家了解下这个方案吧!
! x& S# Q5 ^* }3 a! u
/ f3 a% t1 h- n; V0 D1、样机介绍+ I! y# `8 [! ?' s1 m( o% G
. b, D: c& b/ F  U6 Y
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。
3 _9 w0 L  J. Y: d' F
# o9 X1 N3 H# I0 X- o

0 K' h- a+ B7 X# A

, N$ T2 X5 L5 b6 ]( F3 E
CR6267SG_12V1A 工程样机示意图

0 o! H7 _: D1 g2 @- x2 PCR6267SG/ C. ~2 i$ F9 V+ s
  M! ?7 [4 g8 x" A7 e! i% ~
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。
% e7 y! A& y9 L$ M4 f4 C' x% N
+ i: ]6 |4 @1 T6 P0 j$ ZCR6267SG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。
, A& T, O' |' s5 B( Z( L: X  e5 [: Q& z$ F( V
芯片特性

; ]: U* v4 |1 I6 r7 w2 l
4 b5 B" O3 [* t0 J8 o● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;
+ e1 p5 Z. {; {2 X● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;
8 W8 v1 b3 Q  N5 w● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;' s- h' Y% l) ^0 H
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
& P# z0 d7 t  T" G" G$ R● 具有良好的EMI 特性;
9 B( o3 e1 K5 f● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;$ H( o( X- ^9 V4 A
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;
2 C7 P$ t7 o/ N& c! o● 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。
0 R3 o6 l2 ?* j! r  f. }8 p5 k9 r9 Z, d7 v) ~/ H6 a# F4 |! n3 _2 k
基本应用8 i/ _5 R# f5 k* o! p5 \

6 W% S' w  @! \2 D( x● 小功率电源适配器
$ E/ x: q  X$ {, a2 e. j7 W8 H7 u
● 蜂窝电话充电器
) I# d5 b& |, \/ K" Q
! n, t% t2 W8 U6 G- V4 t● 数码相机充电器
) l+ N* H/ [6 D: p: u6 {" f+ O4 C6 g- r4 y7 P# U1 M: Q0 v, F) C! f" M
● 电脑和服务器辅助电源" T  t$ Y. g# S' O

% B1 U  F/ }1 F( p/ x* O● 替代线性调整器和RCC
' y5 J8 f  J/ d4 F* I4 q+ `
6 ]+ d0 ~/ m: K! K引脚分布; E/ a. k6 c2 w$ D- I! B! Z
0 W+ T- S, h" w9 \1 i- Z8 t! f
引脚描述
0 y0 n3 P2 q( F; v% T" S' \% p

- }7 n/ W1 h* A9 ]典型应用
3 Q! ]+ e- D* [- ~& J# M  u2 {* O/ o0 t  O8 i6 x) Y& r: Q

, u- n; j7 ^1 t: \! l) G# z9 m2 V7 x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。
6 N, T0 p6 Z. O7 X% }* n- U
+ r0 \7 [; \' i; Z- Q: T( M6 K8 _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。
! f- I  i$ @3 d
# T9 R! v) y, N0 O3 ^- D6 i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。8 }6 Q, F) C: j/ y8 Y4 a

/ O* O* O/ E2 }/ W3 s5 C2、样机特性& G2 T9 G, g0 k2 E0 q
. C: o) M+ B  d+ {* ?3 M
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。
$ J( e- {  C* ?! A9 l+ ^7 L. G. m" R# k8 l' ~1 m) E5 p
2.1、输入特性:9 F0 F! M& [* V- l
' o+ x; U( E5 F% s  G( h8 J' v, h
( G  d) L1 X6 k& b! d4 l% }
2.2、输出特性(PCB END):( T. `' i0 N, {- @+ h# n/ ]8 A5 p
& [5 e1 l; x( o  g/ N2 G7 Z+ b
2.3、整机参数:
3 S+ O/ u. i5 x3 n
# E- S" j: ~% K- w; z# g
2.4、保护功能测试:
3 k, a8 f5 F. j' G

: B3 I# q! }" q+ p# q5 Y2.5、工作环境:/ W1 \( `$ A5 o9 t4 ^0 ]2 H

2 j7 l  g8 I+ `% P: \1 D2.6、测试仪器:
8 q& Z2 v& }, O9 l6 L3 M
% r, Y2 Q* i) E" R  ?$ A- O
3、样机结构信息/ m, L3 A2 ^0 f# j3 ?8 Y/ u7 I; U
: Y+ X- u8 `# M1 g/ E' M
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。
( A' B- U3 o; T0 d) y
- D, q- M$ i$ l$ G& y/ y3.1、电路原理图及BOM:
: k- Q. {7 X: C; ]- H: N# m2 ^2 Y: Z3 r  L* P7 I8 J  y
3.1.1、原理图:+ U/ `# q1 \7 _. e) @
: T# z/ B* h1 ~" ~0 Z5 `7 ]+ Q! }. g
! D6 p2 g7 X- d, M
3.1.2、元器件清单:
7 a& ]5 J/ S! {/ j2 P5 a+ S" ^2 w, h* A! I" e
, T/ A& N' ^* G; z% `
3.1.3、PCB 布局&布线:$ H; ^: x$ K" ^9 N. d1 T/ a, l
! \. T- \; N9 @' `
PCB 顶层布局&布线

9 ]; b% K* a2 a# n1 A
PCB 底层布局&布线
; @) R  O8 T7 q/ Z- N# B5 d
3.2、变压器绕制工艺:" Z; q) S+ N1 Y- g; }
( u( w+ o' a  n2 y7 j
3.2.1、电路示意图:6 d; ^4 G, o, o& Q2 U' u& ]
. R" M) m* H% n6 w
3.2.2 规格参数:4 J4 j, p4 Y" g

" T% G# Q8 t0 s3 @! y, w1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;% V$ X3 |1 J' @6 i+ {8 R$ F5 o
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
' W1 Q$ g6 f, {. t3 o3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;
8 g8 D& T& N2 \! }) B; l5 f4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地" }* x7 o. T" w9 S) w
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;, P8 F# Y& p- m+ G9 R
6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
  ?7 k, g/ W, l) W5 y2 P7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);" e4 H/ U/ A: j9 d' A
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
/ p9 C& q! T  Q! K/ p9)成品要求:浸凡立水;  C6 l8 Y0 n7 {: l+ o7 H# o
* L7 s- S  n3 M
3.2.3、变压器参数:; c$ a: _$ ?0 L  n; s0 J  ~" T

7 X8 S5 t+ G& z- k

; w8 F6 w- J% R3.2.4、变压器结构示意图:" @/ [# R. ^# u, Y* I9 N& T$ f8 H
( W) l  _- ]6 Y# U
4、性能测评5 ~, |8 W' N( g- K- T+ H- d  J
9 B! ^' S# ~4 d$ U  q7 W$ n' Y
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。. C. _; I1 N6 W7 g# p% o
+ P$ |" ]- @/ p; w) d4 U
4.1、输入特性:& m! [5 X1 |( B8 j- \5 D( R) u

% s9 F8 ?- q4 k  m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。* R( m4 @. r; O! k
; ^4 Y; M: |: z$ D4 }; M
表1 待机功耗6 ~0 ]( \$ x* P
. b, u8 a, Y( U! ?1 t; Q
表2 输出100%负载下的输入特性
( H8 x5 h4 B6 S

, d" d4 U* G; A/ w表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)' O/ n) B, u# |7 G

* T, t) {" c$ u7 m2 S6 N8 C表4 效率测试(PCB END)$ T6 K! f7 R, \# k9 {  E5 z

9 O6 S$ h) T9 D7 w; Y" ^# g$ Z表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)
! B- [1 I6 W$ C5 ^7 i- o

/ n. q: d# r8 b5 i' x# F4.2、输出特性:8 U. [& h, S# P6 T. u5 L$ g

/ H: ^: o1 X# O3 z- w4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)/ d3 h1 S4 I8 e) A& p! A% ]7 x
) c( Q1 q& W/ Z1 K

3 w+ F% A. Y7 X2 c/ _' V3 z" X4.2.2、输出恒流特性:3 g# O% l. U: O; B  k8 [6 G

# Z1 h& |- L3 z; S
& s0 i/ g" N8 L& [2 B
4.2.3、输出电压纹波:8 C! |7 f. J5 y2 c) v4 E0 W
, ~+ {7 d& R5 z/ C  m3 N
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。0 ]0 w- s, h; s# w6 [

: _# H: l. a. S

6 \! K6 ]7 J: w0 p4 [$ Y
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
' U7 Y: ~' v! R5 x" v7 [+ k
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

7 [! G! r* _% }9 k
R&N @ AC264V/60Hz,No Load

" }# O8 r9 L% ^5 @9 S$ j
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
7 S: ^5 [/ x  z' ?- f% P
4.3、保护功能:
4 S3 d8 o- d8 z1 Y
8 U. v$ b  _7 I9 h$ ?) M1 F) S以下涉及过流保护、短路保护的测试。; M# I: t$ g2 u1 ?
% \& B# H4 c) K* J7 v' `
4.3.1、过流保护及恒流特性( }$ C6 ~0 _  C  l, A, \% l

% y6 I% n% T" J/ X8 N
1 e2 |9 ^! P0 S4 g9 G) h. @6 r
4.3.2、短路保护:# [. g6 W1 w: k
4 g8 z/ Y* r6 K; `3 \# I1 s
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。0 y9 N) u6 }, k, v

  f0 r: ?& ~! }1 s" }% |2 {0 \

+ C( g5 ]; @5 s. G( L% L$ O( a4.4、系统温升测试+ o. J( F' b/ G) K0 r$ L; _# |

2 S: v* c5 r+ d" U) b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。
$ E; R  z9 a: c: E& Z( V/ |' J$ o0 |  x
1 E+ j/ c; s: ], \) E5 N3 ?
测试样机及配套外壳
/ D7 {3 ~7 u2 [# B+ z' y9 q1 {" x0 E
8 O7 _- I$ l! p7 ]  j0 Z% {% U+ j
温升测试:/ d- T1 S9 g# H! `" g+ f* ^
: }7 u( j) K8 c0 e
4.5、系统延时时间测试:5 c- r9 ]. S) d# D. G
# q$ a3 B4 {7 b. N& ^

0 O) G' X& a# d/ W! L. h
TON_DELAY @ AC100V,100% Load

2 l( U, J' g( X: K9 }
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
6 G. q' }8 M6 ^) ?. s% O( v  I0 u
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
! r( e4 @% `3 G! w. s
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
# ~0 v0 b4 A- a* r& s: w
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load

5 ^8 S6 u7 i! Y0 q8 ?
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load

+ k; G# F" p9 v, L+ v- q; a4.6、动态测试:
5 N- C+ |" o- Z- y9 j- I2 _+ a- v  G: c0 x
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。. D) e) v( w' M% ]
* b- V4 P4 o) c! ]3 d+ \4 l9 |

% a8 i4 O. J( P" F0 {" u; M
AC90V @ 5ms

8 O: T. `; O# b* J
AC90V @ 10ms

, n6 V9 Q" S. U6 C5 @4 ?7 A
AC264V @ 5ms
) l( s" K; _$ `9 G
AC264V @ 10ms

* |' J; B3 o9 ]2 r) P" }4.7、其它重要波形测试:
, V9 C5 R+ S' ?  ~. C; ?. U0 K, v1 I. {% A- ]8 z5 e3 |% F' ]
DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
7 v8 r  U- H% V* H4 Z0 J
9 P$ V8 K; M" k3 J- c2 s; k* J
AC90/60Hz,100% load

6 d, j% _# a8 |  z
AC115/60Hz,100% load
6 {9 p  q' L% ?0 v+ \. s
AC230/50Hz,100% Load

% ]3 N, ^  I( p, f
AC264/50Hz,100% load

7 P" ?% A+ E* S# |- f% H
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
* C0 T( F. x& y( y* {
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压
9 J" l8 l0 A0 }( j5 O1 g
5、EMI 评估测试) N7 P: F2 X) M" r$ \

( x' f6 N& Y6 x% _# _测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;. C1 g* ^* u2 A8 j! @) K4 T
输出负载:功率电阻;  u  A  ~# c& W4 g& Y5 n7 C
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
; d) r7 ~9 F( ?2 L2 Y
+ h8 a3 Y1 ~2 {" N! s1 e0 n& x
AC115V/50Hz 传导L 相

' H/ }4 V- I/ M: P; `
AC115V/50Hz 传导N 相
! ^3 n: Z+ F! M9 t
AC230V/50Hz 传导L 相

* ^* ~+ E: b. f4 M0 v! `- o  t2 U
AC230V/50Hz 传导N 相
5 _, u8 c  n- }% R
AC115V/50Hz 辐射测试
: _1 X% d! w2 i4 c
AC230V/50Hz 辐射测试

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