本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
7 D2 |4 |0 h$ h9 E6 V
. o6 g& I3 w$ q0 i8 t; E在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。
6 {; w: d- L5 b! L
* W" |; S9 W" a4 U& Y9 f! Q! I2 J01、样机介绍
, A& B/ n' k& h* j) e9 Q
: ]5 b: U \+ d& I5 S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18W，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CR5269SSJ和CR3017L。5 E* X2 R6 u# x* y+ _; ]& A% g
, a: H9 t, \6 P$ l5 x- |$ i9 r5 f
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
- ]) X) t- n. P3 }0 ~9 o' GCR5269SSJ 0 j. e) T1 B2 \
. ~% d3 U; G: q I- oCR5269SSJ是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSJ中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。* ?2 P8 K: O* o: i" q) Z& R
0 o% r/ T l* A' }
芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。 S8 Y+ [, t9 s' a! S: w
/ r( P8 A. C% p. `# X+ {CR5269SSJ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），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
* h/ A, ~! G1 @3 H5 a* S
' N7 M5 T. Y5 Z% t8 F0 Z芯片特性
" g% V% Z$ G' y' z- | l& `9 [( G2 V
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；/ l# Z4 z: F, I( }7 f. v, t; H
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
3 r- z5 q7 [; u& y8 {6 _! [' `● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；& i% Q/ z" g0 a* @8 D1 l9 Y
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
: m$ k% [* q f' f● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”# v7 D: Q0 z! d4 o$ ^8 H# ^( y
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；; G' S5 [3 b5 T
● 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。
- t" s3 G9 h" Q& p# P+ ?" |& G! {, G0 a
基本应用
+ F5 d0 I! A: F" S3 ~
F6 _6 f6 F5 y$ g● 电源适配器) ~- @6 x _/ E* U
● 开放式电源
. r7 [, I: h1 B7 C6 X1 w& k● 数码相机和摄像机电源
$ E T* a. z; y* Q4 E2 ]● 电脑和服务器辅助电源4 Y% t- T: [6 `/ S4 d$ Q Q
● 机顶盒电源
6 h# l0 }; Y. c● 掌上电脑电源
o1 C" V' b: B, K
% Z1 H$ ?+ \% j S( \, {8 b |引脚分布
! L( S g# i9 y( c; Y) s6 W: A. Z5 B/ D" {9 I: m# M
3 _0 I) l8 L7 y1 r1 Q; c引脚描述- k9 e' T+ g6 N( B
8 v8 O5 v% G$ n& V
. b# m! l0 F' N/ E/ t, S' S) {: A典型应用6 x# O. z& ^# S% {1 |+ j: m) |1 m
: m2 M9 M9 C% s- @0 yCR3017L芯片特性：" N1 R: }& V2 f
: S& \- O7 B" G● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流' A" ]* A# u" u# I
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。0 N! V# q& D5 w" B. `* K2 R8 A
● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。+ ^4 ?( t8 b- k$ w( R' e4 P/ T+ D
7 ~5 d0 y8 _# O. v% C- l. \
样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；能够满足最严格的 “COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
' c s) w! z( `5 z, Y/ Y+ K
8 f8 i" z: T$ X5 ] K样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
* _9 z5 f9 {2 ]+ i4 Y! w
: O# l# H0 U5 [; v样机的变压器，采用了EE19W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
, [- V$ `5 p( X. S
% S1 Q: P& P2 F% D. b( H' ?0 @3 k02、样机特性5 {+ `7 O) A) K/ y/ B) @" ^ }! A! ?, S
6 D( s5 t( V' l8 N. [7 C" a
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 ], b+ E! j. W6 S9 |
/ L$ |2 ~9 M3 e& v, B
2.1、输入特性：1 X. f4 D+ ?) ^( s" z
+ M% {8 q+ P9 V" ?& y( O L6 F* V% ^' L) d7 A
2.2、输出特性(线端)：
3 Y9 K- l3 T# w" D3 t5 r0 X I4 }+ k! _" f0 ^, e
2.3、整机参数：& ?/ U1 }; g! G2 a8 Z0 r
' Y/ m+ o) @" B! a0 L- c0 m
' t% |& Q# q1 v2.4、保护功能测试：! ], b" D4 X) n/ S. [* X+ [
- l5 k4 z7 d7 W9 u3 |) I u
2.5、工作环境：% P2 ^2 v, ]8 s# {) y, S ?
$ G2 i+ _ G; ? K+ f+ q1 n" g
2.6、测试仪器：9 q/ }% @! V, P, F3 w
# B" [ V- _6 u. ]; d0 a2 W
03、样机结构信息
9 ~" R6 g; _4 V& z: U1 M6 c# u# o5 Q6 I, e9 }0 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。
) {6 t K( r w6 d6 j4 @
( B1 I' |( g9 W; [ L+ r R3.1、电路原理图及BOM：3 x3 k7 z# O7 u9 ^
: [2 L! ]$ F! f6 }3.1.1、原理图：
1 Q; |0 ]' l# n- l; h b
4 E4 O' W+ r9 o& g. z5 f* i3.1.2、元器件清单：
2 B3 x8 Z9 x1 X) G
* c7 z E2 J3 N- ]7 p1 y i& \8 |% v# f, d& f7 A
3.1.3、PCB 布局&布线：/ I$ R+ p4 s+ b. a: ?& o
Z p( t& `. r% X, b4 o% U
PCB 顶层布局 ( t" I5 I8 m0 ?, G Z
PCB 底层布局&布线
/ m7 _6 @3 g r% @: I& A, U6 n3 l3.2、变压器绕制工艺：
h; S4 |& W3 X1 {4 g: y
2 w s+ M# T$ a: {" F4 r& N3.2.1 电路示意图：" D; ] ~ X/ _8 w' m6 s2 |* U! q
! T: F5 [7 C- w* p1 ~* n- t8 A1 E
3.2.2、规格参数：- `; U% U" d, {: u' X
/ d5 j' W9 y7 ]0 u, f) s5 f1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；; s4 c+ R0 O3 Y& [
2）材质：TDK PC40 或同等材质；+ f- d) \6 m) M8 V# n# G. T
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；& d2 v3 g. B S8 e/ G1 J1 m$ j% U
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
9 y$ X& L& p a( h' v5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 @/ V" ]$ D/ G& q) |& L# v1 n E
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；% w5 B( H5 w$ r5 {
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；* ^% o( e6 ^+ |) Y
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
L0 x$ S$ X- B' V8 Z6 W/ {& T$ I9）成品要求:浸凡立水；" I- l. b" n2 l8 E! C" Y8 M- b
8 B: P- a* K5 l" a8 q4 a# H
3.2.3 变压器参数：5 Q% p) H* I1 U' y/ U2 P1 h
. o; \ b8 F9 @( ^1 F& Q
' v' x& V& u. E# a6 s) L
3.2.4、变压器结构图：% G' e# [0 Y+ f0 c
: H, D$ y( f2 G |& _04、性能测评/ \) z! v, j: K1 z" E
# U/ {& k" `9 T; B: E8 Q
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。
' ^8 i! h" P$ N a k" b
" f5 R4 d5 P, x6 [. B. v4.1、输入特性：
/ E; y0 `+ a) ]+ j: k
7 Y* b7 F& @3 p, G2 G, ?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。
9 B, S f/ K5 Q" d2 b ~8 i4 Z; m. _& g0 Q# l( ~5 E
表1待机功耗
, ^! W$ I2 w" A) R, W$ D+ r. p
; S: z$ Y/ D& c# p4 x表2 输出100%负载下的输入特性: L! \5 s7 p- g
K! O7 x( ^9 N+ D
9 t$ l, R0 ]( U7 l表3效率测试（PCB 端）
# e; F8 V/ B4 X2 T- q- S! c0 n) @% e9 O5 r
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
/ I# B4 n3 p: g9 o2 M- P, w$ T6 W8 ~3 D8 i9 s
表5能效等级评估（线端）
; q9 {% P$ D5 `8 t7 t4 `& R) g8 Q, T! M
4.2、输出特性： y4 R3 h) G9 Z
! r: T# f6 U0 O' b* N" V
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
( m2 H b6 ~' X5 K$ l# y% J$ _
* q; D9 F& u+ d1 H, ^, O; Z, K) C* m4.2.2、输出电压纹波：
Z9 ]4 w, i# v9 J- A) Z, Z8 _9 q/ M' b( r# @
注：纹波及噪声在PCB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。! d( T1 w: `9 P: S' k. h
1 M2 Q7 T5 p$ w3 t7 M: ~6 G8 t
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 8 {( h$ h- B8 P! z/ m1 p7 Q. }! j
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
. `) A, K6 S! A- q) Z
R&N @ AC264V/60Hz,No Load ; P+ f1 d8 ~- w
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
9 y, A9 c5 d/ Q+ `! w: |" X& [4.3、保护功能：3 y. l" \) T7 G2 h2 y
) k' j6 r; q1 {/ [3 x
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 \9 P) T& i' V9 g! E6 O7 n8 \
3 m& X/ _5 L0 S4 v4.3.1、过流保护：- j1 X9 p ?0 S# [& h) x9 x
9 H$ k4 a' Z q6 i! i1 Z5 z4.3.2、短路保护：
& R( Y5 `1 j4 K- t' F& h5 c$ F
8 u+ n0 p) w) \4 b1 S. i& t. ^; p功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。% F$ h2 T; E' q' O) h t
: B3 c+ r5 S5 b$ F
4.4、系统温升测试
~" K o5 y" H. p% G' B4 R* ^$ I2 x0 e
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CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。* g# c" d. \ h" C. D
8 {$ i+ X2 M+ Q g: R$ r) T
测试样机及配套外壳
8 o2 m6 |/ @& k/ X( l5 b0 O9 b/ q+ ~3 K, e! ^3 H' B8 ^* W
4.5、动态测试：
: p! ?% K/ C; X, Y. Q1 H. ?9 }3 @( l+ ` |/ c
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，输出带线1.5m测试。$ F" x5 @) @5 f ?, u
/ }) a- H4 `" H, f4 c, Z& c
AC100V 5ms 1 P3 ^' a1 n' s& O
AC100V 10ms
8 K( o8 E% f0 ~" y) Z/ S4 K
AC240V 5ms
. n4 {1 i+ |0 F1 i( K0 w3 z- X
AC240V 10ms / x/ J' W& R" D: Q+ l
4.6、系统延时时间测试：
1 j3 q# _- f: a1 D$ R
+ H* ]6 x: r( `/ _* v
_' c4 S* |: B& F' u' O4 ^4 G7 w# u
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 2 H8 w' g0 j) c
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
. c- Z; i2 C1 H& M* q
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
3 m2 ?( c; O( t" s
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
3 n; Y, l: Y" h# f, m; `4.7、其它重要波形测试：* q# V4 X( m+ B% e M4 @& {
/ H3 K" B0 v' A* s3 zDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
& } K" X, m4 X! }( q( ^) e# ]+ l! i
AC90/60Hz，100% load
6 U' @9 M& J- G! ^9 ^- u" m
AC115/60Hz，100% load $ J0 a/ ~! M, u1 }
AC230/50Hz，100% Load
, M$ Q5 e5 x' \
AC264/50Hz，100% load
1 y v6 D' x* H7 B2 I: @其他波形测试
* L0 f" {7 p. l+ _( v- l3 H
/ ?& q! @ P: k
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
: h5 C* k8 U6 P/ F# a
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
% t" S2 {* O8 w5 p. U/ K05、EMI评估测试
: J1 D) b4 r# f1 z. k6 v) Z+ K# B4 I0 \) q9 ]5 J& t/ h6 g: o
测试条件：
) @) q) q; N. D输入：AC115V/230V/50Hz；
, A' ]" Z8 Y: v5 F' v. B+ H0 j& w输出负载：使用大功率电阻；, c/ m- K2 v' F5 |) j: E
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）0 C" c: Q- P7 a
AC115V/50Hz传导L相
) q+ T k5 z9 u- X2 X
AC115V/50Hz传导N相 , f& I8 {4 W1 n$ L
AC230V/50Hz传导L相
+ j0 {5 ?2 h L& v m2 u
AC230V/50Hz传导N相
! d) A( x( u% O& I* J; V: s, t
AC115V/50Hz辐射测试 9 n5 [) c# U3 Y7 }. C
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡