本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 1 _: ?- V5 x9 C! w/ `+ B
( d: n6 h h5 |0 R2 G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。 b1 G- N% R" @; v1 F
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01、样机介绍% c& H' n+ i' v5 d7 ?! `- H
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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。$ Q4 v* a6 V' n3 m7 @
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 7 r4 I- j# h$ o, g8 i
CR5269SSJ
& ?) r: c$ @5 X1 Y6 k, v8 K
6 D; K/ K" v l5 l" mCR5269SSJ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。
! v- x" F/ {6 O g8 S6 B2 U/ e9 o. [( G5 ?' B% U3 N
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。
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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。
+ z( K2 r H- m4 {7 z* j
( U) l, @! F) U z: t$ q芯片特性2 A' m) ]- p! F1 [ T: m
X6 ]2 i5 f% ]! L" T, g: a, T' t● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；3 X% k/ D$ P& l+ N% t, c
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. Q+ `$ _/ ~4 q* t, F; t& T& j● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
" E7 E4 [0 }: Z+ l& X1 J● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；+ S. j0 c$ m. ^; T
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
# L8 q6 ]# ` k. `6 f9 D4 ]● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；& M; C. E: l# F8 z/ q$ q# D8 _! L
● 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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- }6 b" S( q, V- o o; o& W4 L" ?8 x基本应用
4 `3 i Z9 w$ m4 z" v# u; A' @7 O' j. ~; U; C, [7 N& u" ^
● 电源适配器/ ~8 x- m- d2 D! n1 O+ `& M
● 开放式电源. }1 M4 C" _4 k' [9 c
● 数码相机和摄像机电源) b1 A) W8 I/ \1 b0 I
● 电脑和服务器辅助电源7 l b5 A8 x! F% y( h$ N
● 机顶盒电源5 f& o' x$ v. |* P- F
● 掌上电脑电源. V) A) Y$ u. y
6 k) T& y. T0 E' e8 F, Z. H引脚分布0 S) _3 Z% A1 N6 F, X3 F, x
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* N4 ` ~# ]7 \$ k9 g7 l# X引脚描述
8 F$ Q/ q9 u9 k
/ y" x+ O8 }4 h- O& r* y8 j$ p7 \ z! u0 n; `
典型应用
! N; d: F3 \. I- L$ Q: Q
& ~8 p& H( K) ^: [8 ?: MCR3017L芯片特性：$ F7 h" D }9 i e d( l
8 J" n) a% {; v6 g● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
- O' r8 Z" C6 L! m$ g9 E● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。' c; t7 W, N: ~/ s' i. {2 C/ ]
● 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。- y% ~1 ? U1 [9 a" a2 m
/ J3 r0 d. v6 n3 l# R6 Z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。
4 b- [- j+ r3 H- G6 ~) [2 [; w+ P* N' @4 l" t4 e i# r( o, n& b5 i
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。
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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。$ b6 z2 C1 j9 h$ } \ G9 a
3 s0 M& F- d1 w
02、样机特性
4 R! T4 N2 Y+ T. ]* f( z" M" Q( o2 J! |; G- W$ w& n/ W
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。
E; v3 E# u; D) O- E& q! G3 ]/ Y- s8 ^8 J2 V$ q @- s
2.1、输入特性：
! G" ~8 \. e0 F7 M5 t' `9 Y1 p
# f/ S H' ]. T5 `9 B! J/ e) i. J% H4 B: B1 B# a' H
2.2、输出特性(线端)：
& ?5 i# C- E3 i$ g* |+ O3 }4 X2 C. v
2.3、整机参数：
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7 y7 @! n5 \3 ]8 D" {9 \* h2.4、保护功能测试：4 S @/ r( b2 l6 l: R5 U7 S
3 \" H l1 H( Y
2.5、工作环境：
4 u/ o/ E& T9 b! H% a O* W/ [# B9 l7 m1 \* c/ u
2.6、测试仪器：0 W* \% }1 C& s) |* r- ^5 ^; }
% K! k* n% ], U4 y
03、样机结构信息" z1 H( Y4 U. A- y/ @
9 |( u' h" q! [! v& s% f
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。 ]% w9 R( @7 `! M( x6 R. o8 U3 ~
* x% q1 y5 C) N0 P. [' G7 [7 |3.1、电路原理图及BOM：
5 r; ?$ D$ r/ L# a, Y- b6 ~0 X+ D9 U' l. J A" Y& x
3.1.1、原理图：. D4 k% {5 \5 w$ y E8 s. N
# y$ v1 r G$ z# H3.1.2、元器件清单：
! [4 v* {0 _% [3 _8 F6 A' c& C/ S& m8 F% k8 d7 y
0 u- J0 s* v" j+ _+ h3.1.3、PCB 布局&布线：
1 G8 c6 ~: Z: X! a, v7 v& x* y& p$ ?7 w( F6 Y) I
PCB 顶层布局 7 |+ @% l* S9 g! h7 Q; K7 A
PCB 底层布局&布线
# {" o3 q3 G7 H- e, X3.2、变压器绕制工艺：- s9 O2 B3 }, Q- Q# J( b0 Z9 G
0 K9 l* {" [. Z1 U! h) T3 y; Y
3.2.1 电路示意图：. }5 V4 T" X/ f% v
! v2 d9 L- W3 a) ]) X( z# h0 A: e3.2.2、规格参数：
3 V; E P: v1 c' D6 P) M; W+ G' z* Q
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
- n. b$ K1 r* s! ]0 u! h; e2）材质：TDK PC40 或同等材质；
: }8 _- Z. _& r) X1 s0 g+ g3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；$ N0 s) K- o8 J$ \& a& T
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
! i" a5 i* d3 e% i5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；% \7 k) `. E: Y, J2 I0 x7 `8 u
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
0 P0 W2 n0 R/ a3 r( \; V# N" P7）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）)；& B2 k) k; ^. l3 [3 u7 o
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
7 ]# v1 k2 p$ o' U! s- W/ n; P) f6 _0 J9）成品要求:浸凡立水；
, c0 w5 c% u/ w0 \# N* {. k: Y
+ Z0 g4 J: \" a' W6 X3.2.3 变压器参数：
' ?) K, x! I3 L v( X H# c; t1 Q$ e& P" W! M' O9 z6 m
) W1 G- J) R/ q* A m7 |& i
3.2.4、变压器结构图：
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% _( F1 a7 L- U0 W b0 T! J04、性能测评' ?$ x& Y) r# e' R
; d, Y3 ~4 D2 v: Y1 h6 W1 [- @
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。2 ^1 g: ^! M+ C) ?1 p1 P3 c) @
4 g' Q6 O7 |; o( H4 B3 G' Z
4.1、输入特性：
- S. {# j ?" r, o. `9 C( H3 F% j0 S: N6 w) L; S7 o
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。6 t ^5 ^, j- M/ Y r7 E6 O3 M
! o2 O& S! u/ A# Y7 I7 _2 o* |表1待机功耗0 r2 z. u6 c3 R5 H! h+ I6 K" Z$ W
: b* Z6 }7 ]6 n% s% R表2 输出100%负载下的输入特性
5 K7 l4 `/ ]( J9 ^
; E% t% B j) s) F: J8 x1 \/ l( b" D. C e2 U
表3效率测试（PCB 端）1 C% C& [( N+ N5 W4 |0 U$ G
+ B3 E$ K" _3 W$ h$ L0 v$ R
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
3 u+ L; D0 N8 x9 \3 p, L
& h6 q2 G o% _4 n4 y7 X3 o表5能效等级评估（线端）
& e) j2 E3 m0 f6 G4 f
, J" ^7 Y6 z3 g, W( G8 @4.2、输出特性：) E; D9 f2 J1 Q: z
1 j+ Z/ M# Z. [+ G+ B
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
! o" i' [& U' Q9 ^& M9 s7 {8 P7 y* M1 ^9 L C+ A; U0 i9 ^ r
4.2.2、输出电压纹波：
$ s& I. f0 n' n( T! E9 w5 v" ?- D+ g0 @5 }0 P
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。- [- k& F* \. F) p5 [
0 I! \7 v' L; b: P# i
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
+ K0 g3 i6 u) m1 t; A
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
( `" _8 @0 e' ~& ]2 i( w
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
" P K" T( I+ D% j9 d* t! |; Q
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
1 ?$ v) u* p9 S* `" m$ T4.3、保护功能：5 P* l- K1 q" X" l
6 h; \; u$ Y7 ?- Q6 \& \以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 g# ~3 f+ A" d \4 N5 @
9 n/ Z/ W; ~3 f4.3.1、过流保护：" H- Y w, w5 ^( @& o
6 R( }4 `# [& q$ q8 K, d3 v
4.3.2、短路保护：
8 M" r! D$ i, k, N. x. t. U' b9 W# d7 h3 A9 ?5 Z4 {2 S
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。 \5 i7 Y d9 ~' T2 |. q
8 w* l: Z" i( |/ p+ ^3 x* q5 V
4.4、系统温升测试
! ?/ m$ n( ^5 m8 \" \. e+ T v4 H' t! P5 B6 t
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。
2 K' u( ?4 g: ?% Y. {& w% U$ Q: J
* h$ f) D+ o; Q% T& \
测试样机及配套外壳 - {- [3 Y l7 ^1 V5 ]
- E4 p8 n) y9 J1 N3 U( y% F4.5、动态测试：
( `+ g$ X3 Y- O8 k$ _
) h$ [1 N) j! h9 F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。/ p5 s6 o* }# Q/ C
; N5 Q& g4 c r
AC100V 5ms
! c; Z: B' Z) C2 o7 H' z# W2 D9 B) F
AC100V 10ms
2 T) F2 S" T2 o3 d0 H/ G
AC240V 5ms * c+ e) ?* b' F) v: g% z: D
AC240V 10ms
5 D! h0 r, _, N& g) B4.6、系统延时时间测试：
9 H3 _1 ^6 d2 k
4 ?" y, g) J+ B( c- E; O' u. N
5 h1 U- B7 c4 I! J4 J& k
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
, p" s7 }2 h4 z; T i' M8 D
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
' T9 b' a% a$ S1 b$ x" q, B
THOLD_UP @ AC100V，100% Load X5 E+ c# t+ ^. J# w) y
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
* t' x9 M, D. e# h( l. K4.7、其它重要波形测试：
$ K: c+ {0 n3 m) O" o+ W5 t, b
0 x9 L. v# g% `0 NDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：* k5 f4 | b% W7 [5 G9 V/ b
' J3 f; v# Z$ [. w- k5 _$ u
AC90/60Hz，100% load
; m7 F% F& v0 ~
AC115/60Hz，100% load
6 Q( S. q: d9 r `8 {- y) e* F! w
AC230/50Hz，100% Load
& }4 A9 \ u9 m0 ?$ t
AC264/50Hz，100% load & ~0 x7 ?. S) n$ C+ M: Y* e+ z
其他波形测试7 M; t4 n' Z( W" q" ]
, f% A; } B8 W' p' L: m( y/ a/ w
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 ' D5 ~0 g2 {- |: t) O! b/ w5 O
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
/ |2 Y- Y4 A! s- J05、EMI评估测试
! }# V+ c3 F* ]7 r; {1 j, M+ d4 l; Z# S$ X& J6 N7 @
测试条件：! X/ D9 D H' k( u0 M
输入：AC115V/230V/50Hz；( J$ m% P& P* ]9 L+ w
输出负载：使用大功率电阻；, A- g0 J/ |; V! L/ m: C, t
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）/ g5 v$ n; ~8 e/ }6 z
AC115V/50Hz传导L相
+ F5 l, |; c* m, i+ {" J6 d; f8 m
AC115V/50Hz传导N相
, B7 l; ^ s$ G" s+ Q2 n8 p
AC230V/50Hz传导L相 9 [! d7 V" }+ y2 v
AC230V/50Hz传导N相
% h2 q. U# P5 K$ W2 B
AC115V/50Hz辐射测试 % p$ i0 M4 M5 c" k+ V1 U1 L( r& h
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