本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 - Q: n+ ]/ S, _
) G, V. d6 H3 x7 u$ a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。4 R' X z6 Q0 u# a
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01、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。
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
# P1 P" O) \; \& PCR5269SSJ
5 H5 D" T* V. B, g; i: i$ I4 `. s2 l
CR5269SSJ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。3 J2 h* b# D* ~) K4 f% k
R( A! I8 u! T/ z k
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。; R3 U, ^. u9 R6 T9 R
6 R2 J* K3 |/ p
芯片特性. I2 ?5 y- b! y. o0 M0 l2 I3 x
# n. ~9 p Z% e1 u G4 T● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
7 P2 B0 k, \2 l2 G/ D● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
: `8 ^! x9 g9 u● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；# N4 S$ o8 \9 o& x) G; p- s2 K J1 @
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
) D& h1 P$ o/ ~8 A& N● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”2 D% ?, v. [* C2 V0 E
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
; m. n+ W, y7 m( U! s● 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。' Q, {5 y& s# Y# ~, U$ X
- Y: x; O4 m& q; |. h基本应用6 p: G9 d4 K0 ]. m5 u) p% g; ~! C
5 D% F5 H+ c9 ?& W8 J$ J7 s● 电源适配器
% Y8 f# p/ J: V/ S3 T9 o& ?" h. X( X● 开放式电源
/ b$ u# s2 Z4 j: D! d● 数码相机和摄像机电源3 r E2 D& B/ D" X) r3 O2 x
● 电脑和服务器辅助电源+ U( o& V5 I* _
● 机顶盒电源+ R/ P. i. {2 m4 K9 o! V; T; O
● 掌上电脑电源3 d1 X! ]2 P+ B* I2 l
! H' Y% D& z* T) Q1 N7 _引脚分布! C" K/ T( T7 ?, X! Z! w
3 U# t/ t- s, p; y/ H9 h" L9 I1 T9 E& ~
引脚描述$ g. L4 k- A S$ f3 |' K* w% K
7 R( Q4 M& Q/ G
( N4 j, C$ M; M! u8 z$ I4 n
典型应用
8 I# n3 W/ H* b: P+ M, g
0 v; [/ A6 V( h* x9 FCR3017L芯片特性：$ n- n! n3 ~6 t0 j3 M. R
. k: v v5 k; z5 [● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
& h. [" p: k* j6 S6 X● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
9 [& \! V( P3 I, T( X6 j. p4 s● 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。
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( K& q1 M9 k3 k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。
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1 Y$ e$ @. r& a1 a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。
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02、样机特性4 d5 ]& H8 G3 _
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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。
1 A* r; \7 ~7 ^3 ^( W0 u0 y6 h9 ~
2.1、输入特性：+ U( E h2 C5 S
' B m8 l2 Y5 \& C* k
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2.2、输出特性(线端)：) V+ p8 A: B0 a# w& |( ~ Y5 p
' f6 e N9 [: x& p6 a7 I- M2.3、整机参数：3 j& e. y5 v! B% C3 O
& a# J T. Q2 i! |/ i7 G" J9 J, B+ p3 o7 Z+ K, [* c5 d9 w! M
2.4、保护功能测试：
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+ m& L b" a7 c/ y5 o, Z2.5、工作环境：
+ o1 \. a- [9 S! M) E4 L% x* z2 g( U t
2.6、测试仪器：! @$ x# {6 o( [" _; D& z
4 w3 \4 B! k7 v L% T
03、样机结构信息% I) A, K( g6 o6 l9 Q$ x# ~! G8 t
1 j& }, ^% H+ D' x( y
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。
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0 x. G5 Z6 X9 U7 @" i3.1、电路原理图及BOM：
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& f# g8 ^' c. ^" a8 e( F3.1.1、原理图：( ~8 z/ Q' {, y) f& _+ A! \
( r3 ]( H1 w4 |8 E4 Z+ z _
3.1.2、元器件清单：% {) P+ Y2 a5 R- o3 j" @
9 N. J+ i" G$ |+ Y+ u, w4 L! }6 c' X) u$ O6 s
3.1.3、PCB 布局&布线：
0 V1 K) x- P4 A9 t/ T/ L0 B3 b$ z8 ~6 w" o- S6 i4 n
PCB 顶层布局 9 ?) I+ r# T+ J$ d
PCB 底层布局&布线
2 [" ~8 p& ^' U1 B/ X) e6 W- X" E3.2、变压器绕制工艺：
: s' W4 U: k5 R& M5 H i
0 Y n3 ?. P1 L' ^. A3.2.1 电路示意图：" q% m6 X1 P4 O% |) M
+ v9 W$ |8 j9 t, f0 o& G) n; D6 B3.2.2、规格参数：
s/ i8 f& b/ U# b5 w9 [' M- F6 E" ^* \5 ~4 r- t! }
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
( ^) O0 B/ C% L8 |6 X6 p% k2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 [4 u3 q+ |3 p, @3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
' i9 `9 b: B8 p, {0 ?4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
3 k2 O3 K: o- @1 n5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
+ \, D# B7 c" l, I# i6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；4 `, D; h- A, l: Y n2 V- t
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）)；, S8 U; J7 i1 C% L( U
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；6 r( K" ^ M, X; x
9）成品要求:浸凡立水；
, M" K# V5 [7 K; _
: n. g& }2 O9 ~; S3.2.3 变压器参数：( t6 ~+ O0 q ~- t
_ Y# z6 m/ T$ L) c( ?- w5 a4 U. Z$ v {. a
3.2.4、变压器结构图：: o3 U: p9 `9 {8 a- |
0 k& t, S2 d+ [9 p
04、性能测评
3 b3 Y) t* g5 T9 T7 ]( t
6 |$ a5 k' } i o1 k) d9 g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。
6 x. e% Q1 E% t F8 T9 J$ K6 [# ~# _5 U) N0 V& p# t
4.1、输入特性：
+ z/ I; ?- t2 O6 p# e) y+ \9 a% W) F' f
9 w( Z0 c( x' A3 k5 z3 H4 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。/ T& K& S9 B7 I! ]# \5 L& A, `
. }4 ~" t! p" f' m' N表1待机功耗% [) z8 i7 |) A4 ?' X& n$ d% l
- ] K! g5 f. ^# I& T/ D
表2 输出100%负载下的输入特性
0 g, o* b+ N2 E* E7 Y+ j* \ F0 S- z9 H6 K- O, ?
) U5 U- f% l# j+ `( m2 Y
表3效率测试（PCB 端）
0 i" B: i( T! Z5 t7 U3 \$ Y4 c% g" A$ s4 X! \# u% ^
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）" i7 R# ^3 x2 |! F
2 L9 {+ _5 a/ c O! z% {& w0 R表5能效等级评估（线端）
$ W ? i0 f E! x# H( T! ?6 X( J: W% n- E2 h: y
4.2、输出特性：
; U0 @: g; ^- U5 P6 m- W8 `3 F' Y! ?' B2 @ V: d
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）4 V% F6 Q" J. h5 u
3 f W4 d$ ?1 }* Y1 ?% z4.2.2、输出电压纹波：2 [. Z: C- E! O: u5 ?# i$ P: v
, _; x, F3 n+ z2 {
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。0 }& _/ D( L* t' V: ^8 V
. k; I# P& `$ E7 T" P: m+ Q# j8 l
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 5 f& g2 ^. o9 S: o
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
2 l- D: W! S3 S! G7 O" n- ~# H
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
. \* e3 w: K% \
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load - }$ ~1 N: A6 A7 g* ^1 I$ A1 y
4.3、保护功能：. Y4 }, `: z8 m- V
) y& N, v% ~) w1 n
以下涉及过流保护、短路保护的测试。# y2 w( |7 C, b( q* K
- \( t9 }' _$ t! M7 d% s8 m; Z
4.3.1、过流保护：9 N) p7 O# }) p
- v0 g! _- \# b1 Y4.3.2、短路保护：! V2 j6 [+ u j: R" `! C, d2 h, _
3 g" M+ H! q2 H( g功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。% L8 G8 @4 Z) X& o3 _' n {4 s) B
3 n! P; p, Y6 N3 D" D4.4、系统温升测试; d( w. A$ R7 U; l2 ? N% K
2 L% U, N6 X( g; W5 x
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。" Z6 @& l! Q7 E+ ^( o; r
8 S/ ~/ _% d' K# h8 O2 P
测试样机及配套外壳 8 l: m( `5 y" J, i$ a; i7 p$ d
6 q! i1 J: o Q8 S) P4.5、动态测试：0 d. L) a# f+ [
% s$ Y1 t) D! `) ?5 W' B& \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。
/ z# Y) {! y) E) {; {
9 b4 F& W$ m. ?: I% v
AC100V 5ms A' q2 [- {1 t$ L
AC100V 10ms z( }+ ]/ B& j$ N8 |" ]
AC240V 5ms + [+ A$ z( C8 @# F, f) f4 T0 M' Q
AC240V 10ms - b1 w6 j3 S8 ^+ P: X
4.6、系统延时时间测试：/ C) S& [" y. {0 ~- M
. ~/ U* U0 g! b0 K$ \ F" y
: P% h- _4 l$ v( n. t
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ( R. G; B. C! E8 ^4 h
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
8 s0 A& U( F) A8 ~- P1 w- x4 y0 a
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
3 D' F9 S! X! m$ ~0 d" S% t7 H
THOLD_UP @ AC240V，100% Load % \* i4 s4 ~/ u& u
4.7、其它重要波形测试：+ r8 x; N: K) @& s, w/ I# s( n0 L
; S# S* K, L2 X: B0 `1 F1 D! MDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
8 ~' ?. N2 }$ a# ?
, S$ z/ T _0 q3 U
AC90/60Hz，100% load 8 g: k6 `8 D5 R3 M; Z' m" c
AC115/60Hz，100% load / {4 h2 x/ S U+ u
AC230/50Hz，100% Load
. B. u5 A0 Z3 P; T( K- [
AC264/50Hz，100% load
! f; D( D5 I5 |5 N) d其他波形测试% q6 t* Y+ [7 x& X5 v! j
( O1 ]* K9 h1 ]& d6 [8 r( \
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
6 O e- v7 W+ N
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
! u) N! A3 W( W7 e# R05、EMI评估测试
" _/ m! [: }) b& k, X( `4 d0 w% J0 r7 p3 ]
测试条件：. f% K" {+ P4 q& w6 w- D/ ]
输入：AC115V/230V/50Hz；6 N* x F- G" @
输出负载：使用大功率电阻；
. s' d. B9 W7 c+ H5 m0 l; P限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
0 q. D0 D7 J: O8 _
AC115V/50Hz传导L相 3 H( U5 M- E( D2 C" I0 K/ b; c
AC115V/50Hz传导N相 + [, w2 z+ H5 N% [& Z) A
AC230V/50Hz传导L相 `) z3 b) f3 ]5 r# y y
AC230V/50Hz传导N相
- a: q, b" E. V
AC115V/50Hz辐射测试
) `- v6 Y. [: {8 j5 A1 C* I
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