本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 / P5 T( }+ r. x% ]& C
: Y; ?9 i9 H% J7 _/ T/ a8 g0 `; @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。
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; f. }- g( f& a* Q( L01、样机介绍4 l6 v7 ^$ l0 n
$ P3 \8 X, N: m; f) X. s# c
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。; M! n+ H$ C& w$ Y) X
, H8 i- f# x- u6 ]
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 7 T' t" q6 |, ~8 Q
CR5269SSJ
$ {# [2 ~) _: ]* a% u- }
+ X, x- u% P. u2 F: ]7 r5 dCR5269SSJ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。
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e( C4 K: L+ V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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" ] p8 p( {7 X l6 N4 nCR5269SSJ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。
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9 N. |5 C2 [1 V; J) v芯片特性; ?7 g- Z1 ?' C I a* L- s! V4 A3 j
9 o z( Z: @; r
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
* z7 R7 q {. N9 R5 _* a4 F* _● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
; T P. q/ d# m5 f# m7 e● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；1 b; X0 `* u: T
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
6 L4 J8 O% p& F5 X2 d6 ^9 P, k● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
9 \1 F& ?& k# T) o- N/ B% E% U● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
& v5 D% i) b+ T0 l" A- I, ^● 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。
6 o L: e& L" |) l- s; |2 a u7 o9 x/ O" G6 M* h
基本应用/ Q: A0 |2 c. k H" \
7 H! w+ c( B: g1 Y- A● 电源适配器
' L' E8 J% {# E! q$ \- U; I9 e3 `● 开放式电源
$ X! Y1 O9 q( c. C4 s● 数码相机和摄像机电源
# ~# u6 c4 v8 k4 \3 }4 Y● 电脑和服务器辅助电源$ p/ w0 B" P# G2 b, C& J% y
● 机顶盒电源2 O1 p; v! ?9 f" c6 I5 _3 N) u, e
● 掌上电脑电源
; A8 M! t3 l2 l6 _) l' c; R5 H6 ?2 X1 U8 D. b+ y, f* x, b
引脚分布; @2 c! G& J4 F' J- i4 i' w6 N
: b- i* O* f3 I( f$ e. d8 p
* W- K/ x$ |6 F( {. J M
引脚描述
+ M- x/ ^9 R& b
" C- |/ `4 `' Z. l: z; y, I! w* w; N; x- A/ D1 V" f& A# {5 E
典型应用
; E, q" D" s1 X
. k5 v; ]5 Z% l* L" _CR3017L芯片特性：
, P5 q: {" ?+ q. u0 T6 c
6 }2 @- g! C4 O- D/ S. J( P5 |% `● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流& v9 v+ f: I- K
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。% {4 U" [( j' f2 @3 P
● 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。- B4 q# d- s$ Y, X* b
2 u4 E% T8 d+ }1 d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。
) M8 P# Z H; b+ n6 J! [" J6 a7 @; X3 k: t! A j
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. N, X6 w' ]* c4 p/ `
8 {$ t$ V' u4 i7 \+ R; V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。3 A, \% d) r8 g$ H# x H
& _. [. S3 t5 z! O/ T
2.1、输入特性：* C& ^' p1 Y# A
, I* B7 N1 w5 r, p+ I
- w9 U( e6 r) S# r# t$ J; j
2.2、输出特性(线端)：6 ?! k3 Y% C. N9 M
$ M. e# J# _1 d' t2.3、整机参数： N) m0 b0 _ d' b. D
! b2 v- F( J6 Y
5 m- v3 I) q) q) u
2.4、保护功能测试：
# k$ }3 ~4 T* Z8 x/ e( w1 o1 N9 z, K: _- D/ {
2.5、工作环境：: K( N# N5 Q2 Z+ Z: Z o0 D4 s
6 D6 i8 t! C+ \9 |+ P$ m2.6、测试仪器：5 e+ u' j0 L! Y/ g) z- {
2 M; S7 e- y) g" |* g0 P7 p5 [03、样机结构信息
) T" m2 l% B' B& V) s
+ r- b5 i, j2 ?' X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。( j4 @# ]! l% X$ @
' N R$ R5 e) Y* }' d% S( o- z3.1、电路原理图及BOM：* F( @/ m1 n6 a2 Z# j: C* P8 X* w
( P5 n; F g% ^/ N* Q; q, w, _
3.1.1、原理图：+ w" ]( `$ L- A7 e; k: G( z* B
. c7 Q3 O# |- v% K9 y K5 ~3.1.2、元器件清单：) T! j' |2 \: U. O) b
( R5 w1 q5 a, T# S: T& D* f
: ` F! H% D+ k8 @7 f+ W5 d3.1.3、PCB 布局&布线：9 R6 e7 f1 B( x8 L& n' @3 Z' e& N
0 N4 m* D! q5 l, r5 h9 A
PCB 顶层布局 8 ]1 c' v* [, P2 M( t
PCB 底层布局&布线 1 U; ^8 I3 w$ y! ~/ U
3.2、变压器绕制工艺：
! A& }$ @4 K* M4 z+ A' s0 F3 R5 B9 T V( B
3.2.1 电路示意图：% j4 s1 b8 G: u! A2 k
( Z' j {3 d# m" @5 S! X) G" I3.2.2、规格参数：
5 o6 V6 l- r8 s
" _: w# t) d, i; A8 ]" R1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；% F8 _0 \' J( U; I4 l
2）材质：TDK PC40 或同等材质；9 J" t/ J, Y% A8 f
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
7 S C% _0 @' {3 [- c5 v: s) Y4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地9 e! `. L% A6 g) L$ J% b+ t
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；6 a$ C+ `) c# Y! `+ y3 u
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；! Z! B8 j7 r+ K$ ~3 q
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）)；7 z* `8 l( w( F' ~
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；( R, @' A% e+ ~$ R/ M0 ^; A
9）成品要求:浸凡立水； Q0 e8 p, f" y& w
6 d7 r* j U7 R: R8 @3.2.3 变压器参数：6 O7 s2 l2 @, o2 Y
) Q2 y- p( ~3 @- R8 G# [/ o4 ~6 k
3.2.4、变压器结构图：' F0 G7 v3 a: s
! _) |$ z+ a# d04、性能测评
; P" }3 `8 M/ c/ g) T
6 }1 y) Q& @, z- x% q# I2 c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。
$ {; }5 ^' t$ }8 B& \8 [
1 e9 P8 \ h0 w% U4.1、输入特性：
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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。
0 Z+ H Z3 T; k' L- A2 ^9 i9 A( I$ \7 h
表1待机功耗$ |$ L# W1 \1 u4 b
. |2 L9 P ]1 k& c6 G5 a H表2 输出100%负载下的输入特性
& J# b m' F# h9 u& M$ Y% S
; F% W/ Q4 M. }' E( C) j. }) B, D- P" |3 U" {
表3效率测试（PCB 端）
$ `7 c5 f% f( T1 Y
- ^4 [# q+ {$ }7 g% [. @- k1 ?) V; G表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
/ ~ N, w" ?$ |: l2 ~' O* B% F. ?8 p3 ], x# P
表5能效等级评估（线端）
2 P, {+ g- a* `" l& N" L
2 |: f% _. y! A3 Q' ?' |1 S4.2、输出特性：8 [$ U9 X7 J) Q% x+ m6 {6 H3 p
3 V, F! ~, T/ G) ]# }0 p4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
1 F( |. h5 g9 y- w8 @. S7 j8 z2 Z; P3 b9 z
4.2.2、输出电压纹波：$ u0 d% L- g3 ^% e5 {/ Y5 ]: L
% V' F3 V0 U2 J& n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。5 f9 X, P7 V) K1 i
v) c$ {3 z% ~4 v
R&N @ AC100V/60Hz,No Load ( {) s0 r T( D
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load 2 |1 B: K. f$ ^, H; Y2 w
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
" S* F4 S& u8 w5 f# ^* {
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
5 N! g5 ?1 q. a6 |& O; u, l8 c- [4.3、保护功能：
- c' a3 M8 o* S$ ]' }0 B: i
0 |$ G! G7 y. k1 N以下涉及过流保护、短路保护的测试。2 J3 j; O. y f
5 p J; \3 q, C; l0 |, \
4.3.1、过流保护：8 g! m0 E" m+ A& U9 x
3 s& P* x: E8 G/ H
4.3.2、短路保护：
7 ?- y) q# _( l; R, k: C7 b
" e+ r& f+ ^! \3 F( I功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
3 @( e9 {) ~, t( @
$ X5 T$ Z, S* y& x4.4、系统温升测试4 C% R! s1 f. F6 W0 r
4 j v1 d/ q+ D3 W- N( Z5 ]- ?: r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。
7 b6 w3 i1 ^) u: z* z% q7 E
$ v; E& k0 B4 J/ ?0 O) r1 C
测试样机及配套外壳
K2 p' ?1 B3 a/ p- z
3 T# `8 [8 ]( T( R& q+ g8 N4.5、动态测试：4 l2 W) v3 U( d- [3 A: ]
2 p7 D6 D8 v! @% l
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。
; V* ?& a3 y- B2 F( ?8 g: p5 X+ J* P, K$ D4 Z8 F8 B4 e
AC100V 5ms
+ t% L5 H: p b- Y
AC100V 10ms # P7 x8 U6 H- ` w5 z" k- ^. k
AC240V 5ms # C K% U L' U- _7 {9 u
AC240V 10ms
& N& _6 B4 v1 D8 P' r( x4.6、系统延时时间测试：( J# @4 u4 m% U; Q
D A; F+ Z' A6 N! t" z
+ s# L, F, U x+ e' f8 P( h
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
& |9 |4 Q/ T2 D/ m
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 3 ^ H' T1 K! o4 e5 J* s$ J
THOLD_UP @ AC100V，100% Load / \8 n6 `7 k4 x" I( f
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
7 n# X, ?! U& R" R7 @4.7、其它重要波形测试：+ p. | Z- \- S1 @) c
7 c: S# I9 e0 |5 t& g
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
+ d5 r' h* {. |( a. y2 M S3 Q. P2 {' H6 Z/ E0 n5 ~0 a
AC90/60Hz，100% load
+ _, }; Y8 [1 U$ |! |3 y; l
AC115/60Hz，100% load " o1 T1 W0 F; L( i4 k2 h
AC230/50Hz，100% Load
) z4 B2 n* S" Y7 H- c
AC264/50Hz，100% load
: w/ q/ z5 ?4 Q其他波形测试& P8 d7 s( y2 l# z
/ w- E1 v4 E l' d9 b
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
( a- V- f. @0 ^
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 8 S# U7 b4 L+ T7 D
05、EMI评估测试
% W) N1 d ~+ V1 t( h4 ^
+ x) f+ p& U# D& E7 ]9 f, J3 W, o& P测试条件：( }, p' Y5 r+ t$ _, W
输入：AC115V/230V/50Hz；6 o2 J9 T% v- l* V# j
输出负载：使用大功率电阻；
7 G8 x/ ~( N: \& V) x2 `" J [限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）# F+ s. j( ^9 O
AC115V/50Hz传导L相 & E3 b: y- q- j: g2 H; \5 @
AC115V/50Hz传导N相 ' e* L6 R2 C+ Y0 U4 [' g. `9 ?2 R6 @
AC230V/50Hz传导L相
! u- G& d9 T0 N6 X& G
AC230V/50Hz传导N相 ! }& `" T* C: b B+ n
AC115V/50Hz辐射测试
8 S- H+ s6 h4 W) O, O1 f6 V
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