本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-11 15:40 编辑 8 J- J& M8 Q3 ^# A3 s
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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。" T3 ~* M! Z0 _) V. N1 X4 w, q
/ l/ v% w( m# t+ S! @$ V4 ]$ @) S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
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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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2 r6 U3 d. F5 P5 t1 {9 X ) X' V7 O5 D' a( Y0 M0 R
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CR6267SG_12V1A 工程样机示意图
8 s1 {8 N4 Q. Q. |CR6267SG# X& d/ O( N; m
& q( r! j) Z5 T! `: D7 L
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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8 }; O3 u% S' s+ p: J& p& xCR6267SG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。
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芯片特性
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● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;0 a) A, [) W7 i2 ?3 [- r
● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;- @' M% `. j4 a/ {
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;/ W/ u7 [+ p: g2 O0 H
● 低功耗以及良好的负载动态特性;
5 P1 q# ?) P: ~& _+ c● 具有良好的EMI 特性;
1 ^! P/ ]- v* H2 n; a● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;8 [2 D3 m' g& [* y
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;2 ?; e! ]4 T) u3 J
● 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。. h8 @- e% a- }* T8 R' X' s7 r' ]# d
) H$ w9 J; e+ s! B5 @
基本应用% k/ Z0 [% G7 @7 I7 s7 W# m
. x( |& L* b" R, I● 小功率电源适配器
) ]+ F& U4 o* I2 S; [$ n2 T
' L, b7 j1 C$ C& t● 蜂窝电话充电器
2 Z8 u4 @1 W9 u3 Y9 Q3 }) r# f. X& `2 v! z! T, \
● 数码相机充电器
7 i% ~* y; X- \0 _) R" |+ N( H8 ^5 k- h, M: z# | i
● 电脑和服务器辅助电源( q: K" N) q& m* L
) D( b$ C1 C# M; D* ?9 R
● 替代线性调整器和RCC
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引脚分布
/ J6 G x/ M% l& Q5 s: p9 r# N" l, B
引脚描述
. g) l8 N$ D% M, n7 d' P" }- a+ E& D! _2 T3 k- m& f: J
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典型应用1 w* N& M6 G K4 J- |/ W$ ?
& R1 a4 v* x7 o
; m a" m7 }8 t! j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。
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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。' x, L( B, m) {* r
4 L; H3 ~! U1 `7 U/ 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。; L+ H. s7 V4 A
6 B; a5 _% N* ]' ^9 q2、样机特性
4 Q1 H: @) P! p n$ o* l3 I( @7 F! W/ h6 [& R1 n Y
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。9 d9 F6 X! u% n6 f; N
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2.1、输入特性:
5 \" D$ H; W( O2 j) L( t1 d1 Z1 A8 X/ \# t }
3 o& M8 f/ Z5 ~1 @; o0 {2.2、输出特性(PCB END):
( ~- S' `! Z% g3 `7 a# Y
P4 Y. T$ U$ t3 ] H2.3、整机参数:
- V" x7 U8 S: }' X* v5 d; h3 ?6 \% M! \$ M- e; L3 g
2.4、保护功能测试:
' T5 m8 T$ C* @
8 C" `9 g1 T; E5 v" T) V5 F2.5、工作环境:$ A- a! F& D* V* `, B K& c
' w4 _0 [0 E& d) l+ { A) h2.6、测试仪器:8 w" F; G- }3 h& O' I- Y& N/ j
: _" s; _) R/ C( Q& Q9 k- k3、样机结构信息
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/ O( _5 D% P% l1 g8 R9 E4 `+ }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。1 `. C8 `" C* y1 Q
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3.1、电路原理图及BOM:
. P4 l% `+ \( k$ |$ U7 x6 M; n0 _0 P) l# H0 A' g5 I
3.1.1、原理图:
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- ]# K6 Q. ^4 n: `5 c; [. ?4 E& ?4 w/ o1 j6 k
3.1.2、元器件清单:) q; y4 d% F) k- r6 ^ M8 a
( q4 G* q S6 c$ L% l+ k! r" g% L% j- E6 K& d
3.1.3、PCB 布局&布线:. h$ M) j+ u4 N0 {, L
* ?- n, J' P* ]1 x+ c5 I) Z
PCB 顶层布局&布线
; j2 A7 {8 |: V @* K' R1 v
PCB 底层布局&布线 9 o, @+ o0 H: o& {5 d
3.2、变压器绕制工艺:
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8 X2 }+ e6 G4 Y2 n% }) s3 B% e3.2.1、电路示意图:. N5 ]+ H, @* v: c; e+ ~
1 _& I# a" N' w* W) F* j1 |3.2.2 规格参数:
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1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽8.5mm;
: y: J3 |" q0 G) F- h2)材质:TDK PC40 或同等材质;
/ V/ D/ f) I9 \1 L5 F5 v* J, ?3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包线;N4: 三层绝缘线;
9 Z% c2 t9 C8 X9 T5 n* r# q. [4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
0 e* [% [/ j/ ?! d! |( g! ^+ e5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
6 T5 J+ ?/ n: h9 t& \1 X2 y6)初级绕组感量Lp:1250uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
: l O; E9 p# @! D7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);" L3 S1 d6 C. X/ r! A5 J
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;3 ?& H9 A# n9 a
9)成品要求:浸凡立水;
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8 v$ ]" @; R- y3.2.3、变压器参数:
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' J, @" ~8 q* z* w A8 {, b" Q. r# O- K, T4 ~
3.2.4、变压器结构示意图:
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4、性能测评
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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。
* K* u( r, Q+ g% m* }5 |( Q, s2 U) V1 `" X
4.1、输入特性:
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/ n. M% z9 E3 Z% _) N$ x5 R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。5 \ F& c7 w/ G2 I; A5 I4 N
* Z% @3 h" L8 q! j) u. @表1 待机功耗
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^* W c/ X6 z% d4 p( ?" q表2 输出100%负载下的输入特性
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表3 效率测试(1.5m 24AWG Cable)% Y% S( y H" @6 V5 G& T. O
9 h: D) A) ~: Y4 r2 A表4 效率测试(PCB END)$ ]9 d7 O( Y; ]! d+ n6 u
' D: R% x% [; x4 P" L/ Y表5 能效等级评估(1.5m 24AWG Cable)9 v$ n" y) e) z) y9 r& H& Y
; q' `6 l f+ S
4.2、输出特性:2 ^) Z J- x8 v/ Y" `# A% @ N( H
& d5 s5 k" C# T# x4 ^7 }! V
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 24AWG Cable)( G* {0 q' K' q4 y: z" Z
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4.2.2、输出恒流特性:
! Z9 z. f$ D1 g0 ]& A0 s0 s8 z+ H+ ]# A+ H3 Z. M1 c$ f
) Q* R5 u# ^% `3 h# ?! ^* f
4.2.3、输出电压纹波:9 v3 P+ i7 D+ R6 |$ g5 _
/ T' }/ Y* m+ V0 L2 F4 S* J- j
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。+ R$ v/ `1 I8 T4 b2 V# a/ ^
3 e: z: J( ?! \6 m7 `% y
2 E5 T1 W) ] J6 n
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
' k+ y2 v6 O1 o) S/ E- F
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 3 d6 q$ H/ @4 {
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
7 e) \4 }9 K7 j4 e) i2 p( j
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
7 Q6 }" F* Z; a; Y: [+ _' T: b0 U, j4.3、保护功能:' u/ E( J9 \/ }( p( f, N
% ] j# G; a) s7 M* Y7 `
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ Q; j3 n1 t* y3 w. k5 H% g, D! i7 w+ E. Y
4.3.1、过流保护及恒流特性1 Y! Y! s* D+ R
) @1 [) W q* I4 R; g0 I) d0 O; Y1 l8 y6 y3 z
4.3.2、短路保护:
1 j' c8 q1 |1 p; Y" H' n1 |5 Z2 r' [3 u7 v
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。5 M* B3 y) i# k( c- J
9 g. T2 Y; {+ F3 c0 k& f o7 `2 D! @% L+ {" V) ]1 ~& d3 U+ M! |
4.4、系统温升测试
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2 c) w5 w2 F/ a; n6 m: O7 Y+ \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。
- r+ |$ K; T7 I2 `; Y; c2 ]) ~( h
4 f( y9 z# r, E: Z! D
# B) g# N6 `$ o$ n' @- l1 W- c测试样机及配套外壳 E! H p1 d$ n" h. }
+ f" \0 Y; W0 P& k
温升测试:# ^! E9 O$ J2 O1 d* V1 O
! T& y, ?: w# Q0 i- C4.5、系统延时时间测试:2 ~+ Y/ I0 r. k/ d2 A
8 o9 K- e+ O/ B' t. s: o6 ^/ l
& Z- F, v5 I* Y0 D
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
5 x% h; w3 G( W: z! {, o
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
8 a2 C6 D, x3 \1 Z
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
* U+ x _) g% x4 r& r( s, ]2 P
THOLD_UP @ AC240V,100% Load ; ~0 v7 ^# K4 ?& _' b9 `3 s
VOVER_SHORT @ AC100V,100% Load 0 V. q% Z3 I; v3 v9 u
VOVER_SHORT @ AC240V,100% Load
. \; M# T! T$ J( s4.6、动态测试:; t; c* f' q: \% A$ r! I/ z
. G( w F c2 K; T4 ^5 W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。
- q8 P% ^( W Q" B+ ~- q
3 P" J7 L* A( j3 r5 P4 f$ a+ T6 y * z( ]2 h6 S( K/ H
AC90V @ 5ms 4 |3 b' L/ W" S! g1 y+ `- Q
AC90V @ 10ms 9 i- ^' Q9 U: y% h8 l% J
AC264V @ 5ms
* ~9 d' r* ^9 h) j
AC264V @ 10ms 7 r8 `/ `1 F, B* {9 \& V
4.7、其它重要波形测试:9 o( S4 _1 g+ u/ q( F
, K" Y, p9 h7 J/ f5 [, {DRAIN(深蓝色)端、CS(浅蓝色)端波形图:
4 z! z8 f" [( n S# o- R2 q, z8 H' B d' v
AC90/60Hz,100% load
$ y' e' l$ f2 T n
AC115/60Hz,100% load
: U3 e2 G1 \6 ^4 E" T$ T) @
AC230/50Hz,100% Load
& j2 w% |3 [1 Z9 c& m* E' |4 X1 O
AC264/50Hz,100% load
4 c$ z# f8 e& z6 J* s$ g
AC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压
! q. O/ J9 h' c
AC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压 1 `" y& h j1 Q1 C
5、EMI 评估测试8 Y5 i6 t# ]: e6 [" j e- p2 s
+ G0 C! A. C6 j, r/ v3 u" ?
测试条件:输入:AC115V/230V/50Hz;
# O3 M( F0 M' u9 C' w. I7 A输出负载:功率电阻;
8 m' o2 N* s. F限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
v; G! V$ S o6 j0 H
+ b0 N* J. w" M% J+ y" _! b
AC115V/50Hz 传导L 相
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AC115V/50Hz 传导N 相 ! _0 F4 y% N d0 t3 E9 ?
AC230V/50Hz 传导L 相 5 f6 A5 T: d% G' I, b. E. i) \
AC230V/50Hz 传导N 相 * b; x1 t7 `& V# }% X
AC115V/50Hz 辐射测试 " g& ?. W& t9 ?
AC230V/50Hz 辐射测试 |