本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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$ {4 D9 [% }% ^2 j. G; U% M8 H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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7 l9 N2 ]; I( m+ L E+ E1 D/ x( a4 A01、样机介绍# c: E$ l& a8 z, ]1 ~. a
3 A9 y' M( V2 L3 N! d/ |" 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。
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
5 W) H9 N6 M2 y3 vCR5269SSJ . C: u0 E9 I3 S H) P
1 y+ Y J$ ]* N+ x3 b6 tCR5269SSJ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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7 z2 z6 ?# H- e* g3 \: T: l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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C. W; [! y+ o* K. ]9 dCR5269SSJ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。4 \. n9 X! R5 m6 G5 n8 c
0 B4 k+ Y! P& R n& q0 c
芯片特性0 p: T/ z' U$ L
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● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
# c* |8 t7 ^' c● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
- N3 G7 I: e" O$ | e7 l* \% j● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; {7 ]. B9 D8 }1 P: V6 ?● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；1 i7 k- I3 K+ i- l' R
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
) u7 y1 f/ P9 z6 Y● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能； \ Q% h- w c% [6 U. n D
● 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。0 B& n( {% q. m m( L. w
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基本应用4 J" {. P9 }* Y V& R
* ]; q9 C7 N4 R2 Z/ ]# S. [9 P1 p● 电源适配器: s# g% `* }$ C2 x" D
● 开放式电源
" u1 R; J( _$ q● 数码相机和摄像机电源
/ c" h5 O s: u; K● 电脑和服务器辅助电源
7 e- I- ^- D# B& u( O- |● 机顶盒电源
! X8 t* i+ |" w' `● 掌上电脑电源" v5 J) n2 C" c. l6 b9 d
. p, r# K. E, Y0 z' t1 o
引脚分布
/ Z$ u9 l4 [% h8 O- R0 D A5 A# J
a7 W9 q4 @2 Q* X- H
) a- i H$ v; n0 B v: T6 ~引脚描述
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6 d" [# |( I7 `* q# `) M: i典型应用) g$ W# p2 V7 i/ U9 j/ o. |
& e! v2 l( p; a8 ?CR3017L芯片特性：$ p; y( i% j1 g: P
; J$ o4 D9 [. t+ a& j4 s1 [6 r● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
5 r. }4 T+ i P/ a4 e2 z● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
4 W6 ?- K2 ~* @' O) w0 Q6 c. w● 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 j: J; a* m. [* ?) u. d4 }. ]2 ^$ V# o8 r3 `. p/ X# ~4 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。9 w2 i" O- z5 z. h( F! f. q, K% R
: ]3 l8 |8 k) X( e# r
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。1 B4 a6 A$ W$ `, s; N3 a: _/ T6 N
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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。9 x1 C5 v1 K0 e" H6 Y R
& a% J ?, b3 r$ s
02、样机特性
! P. s' Z g( F' v9 U
5 l3 Z X) H% d1 x0 `3 ~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。
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2.1、输入特性：
3 G8 M0 o; j; o# k. i8 [. ?5 B' W# U7 e4 L o
) W" S+ R& U7 e+ U
2.2、输出特性(线端)：5 ?/ o2 F; v# L7 d
. X h! [: d( T& J3 ?/ J. \+ d2.3、整机参数：6 d. n% s4 a/ S& q
( z- o, c3 [4 G* ~4 [' W$ ?
. H& b2 m! r- U6 {) e6 F
2.4、保护功能测试：
+ q& I( i6 j/ s: z
/ f. m- L+ I4 u9 @& q) U' c2.5、工作环境：
$ m2 {" q% v( U0 l7 t7 L4 `
; d% M X4 f$ z }" r; t0 k0 g F2.6、测试仪器：; L; b# {" d. Q+ l
) h( ]5 Y1 D4 {8 \
03、样机结构信息9 y7 c; {" X* n* p e/ G
, S8 R; u g! r* G8 S& e/ Z* o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。
* t2 U( l2 w$ ?4 M$ V; I4 T9 Z% ?3 \* z
3.1、电路原理图及BOM：
' q5 O3 [4 M* F" o6 n1 V$ Z2 E5 _7 K+ u8 [) G- f4 Z) P9 t
3.1.1、原理图：+ y; t- ^& @; B+ A. m: ?- h( A
) h* s, {6 @9 g2 y& s3.1.2、元器件清单：) ^# h3 W m- S \
$ B0 { K' K( p
0 P# [+ y% e, y( d( E. A3.1.3、PCB 布局&布线：
2 c4 E5 U% O7 O9 f% K3 r4 U5 ~5 E) r& n
PCB 顶层布局
" q& J* l/ F: O4 W" Z% ?
PCB 底层布局&布线
7 _% T+ k5 ]) }4 g6 D3.2、变压器绕制工艺： f" ~$ Y2 q/ t9 C# K0 {
& M2 P( d5 B2 v$ {! B' k0 V7 L
3.2.1 电路示意图：
, O! z; t6 @, n0 o: j) D# V
7 Y8 t( x! M j( J* _$ M3.2.2、规格参数：' }6 j4 K% b c: v7 z. i
2 @7 a+ J- U- s; m& B% c; I1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；8 t6 ~$ r6 e- i. F ?) w8 Z# p
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
: S9 l+ G' G" Q% w8 h |% Z3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
2 z& H, H2 n) D, L$ k }" ?4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
/ B, K% J1 h8 O' ]9 K4 _ i5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
# F6 G3 X8 k" T1 B' Q6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）； N0 U! J: ~7 f/ u& Q3 G
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）)；! |4 o3 n/ r! y: ]+ Z, R
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
+ Y' J8 X" R `2 E. T9）成品要求:浸凡立水；
1 U5 L; x# z/ x( M5 z9 ?% z8 u5 U& f' s- m4 O0 H5 ]6 a
3.2.3 变压器参数：
2 P N) E2 n, K7 h* T
; Y! w3 R2 z6 f4 i8 Q0 Q* e9 K! l. @$ _1 i `; |
3.2.4、变压器结构图：
@) B5 D7 y: B3 I7 S/ p3 i' V6 O) r; L3 Z- a# j" L3 m1 @) E
04、性能测评
( m$ s! \" N7 G( \
! A' l x# g% ^; o- [$ i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。& _: n4 o6 G' s
M" O) h5 K; M0 _8 j3 E+ G& ?
4.1、输入特性：
' \( Q" `; ^ e+ Z' l
5 d! J3 M* ]: Y a* y7 ?* m5 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。( Y5 S2 S6 p: [, \- a, k6 C: f
) ], Z+ F F. P/ R5 \表1待机功耗
4 H% J3 p2 f7 K. j) \( E% }) I, Y+ o% g& z
表2 输出100%负载下的输入特性( r9 K( `( ~2 {1 H' o) D+ m6 x. g! b
* }. f# |& i# t- ], `* \1 P& k1 C+ Q9 J1 I6 {8 t( K s6 N1 ~. \
表3效率测试（PCB 端）
! o& m7 i% Q9 p3 n5 v9 T
% E8 ]8 `0 ?5 C9 V5 \' p$ D+ }3 @+ I表4效率测试（20AWG 1.6m线端）/ j- ]/ Z R4 w" v2 R
2 z3 L* c5 a; x表5能效等级评估（线端）
$ P. s1 L0 I4 J; q
# ]0 M/ Y- z/ e4.2、输出特性：7 \1 Z" H, S# W' p5 p! e
4 V' Z) q+ b8 P- a( I# a1 j' |4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
) x- T; q* p# l1 R$ l8 N0 R) @9 R4 {! i9 t/ Y" X0 \- _2 W
4.2.2、输出电压纹波：
" B% l5 ^5 U4 J
; }+ J+ k7 E8 O& s, r! Y7 G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。2 ?: Y7 P) C5 _6 b* B" x9 I) G
, e r6 N7 K. z+ V/ ?4 L
R&N @ AC100V/60Hz,No Load 6 V1 e. }7 [9 O* n) q( K4 E
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load # [4 w% a; O1 q
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
) Y2 U' X2 V* |
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
2 Y- S6 E0 q; A! C- j% s4.3、保护功能：/ C# j# O% `9 s8 _4 L; f7 m
% Q3 Y' B' V+ j0 @9 \; G; Z% v) L
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 y, w8 V! j. `2 m( ?. k
' A6 o3 ^" e+ U' `1 ?3 e4 i
4.3.1、过流保护：0 }- e0 g" g: Z* p
/ v. X5 j4 N8 ?$ w4 \ O, s, X/ A
4.3.2、短路保护：' {! W1 S" Q1 K, z; ]) N f, b
" ^& M$ l8 L. ^9 q3 V0 x! `
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
; h* x: r. _3 G: x4 e4 G; t
' n8 A; g) G* f0 N4.4、系统温升测试
) |' ~8 t) z: }* B/ m6 }5 `( y; 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。
" I! j: V( B" P! A7 }# g
. E5 l% z. v; t
测试样机及配套外壳
. w3 N, ^& L) e) @/ e/ r( l1 M7 q f( F' `+ [0 a9 y
4.5、动态测试：8 C' _5 H" d& {
' i# `* v6 K& \! [7 Y7 E: |
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, b! P8 A2 Q3 ]2 V! t+ C
# B" I; t5 E9 V; P3 e* B& B4 S! \
AC100V 5ms ! q% `' c' G6 J$ x% r. D, H. W0 R
AC100V 10ms & ]8 F5 f, ?- K: F; p5 G# X
AC240V 5ms 3 Y3 s: ?2 q! C b* ^- V
AC240V 10ms
* D4 y0 ?; Y" z$ m2 l; z4.6、系统延时时间测试：+ k; o% g. w2 O4 [3 E
+ e5 o8 M* l2 W
1 G% a+ Q/ g: G5 C& O# {
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
- e$ b* C# w/ I2 ]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load / J+ y5 v7 e2 X: }+ K
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
7 E+ G, f+ B+ S$ q, `
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
: W) w6 b6 ]2 y" S0 S' R5 t9 ~/ N5 m4.7、其它重要波形测试：. K. s x9 E; T, j' L
% y) @3 _3 K1 `1 X$ { ?
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
( ?% X3 n6 f' l; P* M
- O( d0 I) I6 _" e- z/ T2 |7 f
AC90/60Hz，100% load ! D; _) H& @* b% f5 B/ p, L
AC115/60Hz，100% load 2 j) @/ {' F# u) \
AC230/50Hz，100% Load
4 o: x* j% L# z0 s2 [% o, G. z
AC264/50Hz，100% load - \& i$ I; w) U3 s, d2 j) p
其他波形测试
5 @0 G6 O, w; V2 P7 {) n
) q; K" g' f* A; x
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
; I1 Q t$ }% v0 D
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 , I9 ?5 Z* M% y4 U A. q% ^8 D
05、EMI评估测试
( y; m# L2 c0 j# F8 d) E6 f7 R& Q
测试条件：2 v" E1 s; \/ T2 [4 A
输入：AC115V/230V/50Hz；( m& j- |7 D$ L, V
输出负载：使用大功率电阻；0 @ c9 z* O, `- R% W
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）7 j8 \5 I0 }( }7 i/ Z
AC115V/50Hz传导L相
( _. ?; E7 G* {
AC115V/50Hz传导N相
& v! K+ t% A# t8 B( f) b
AC230V/50Hz传导L相
4 q0 m, v. ^. f/ J1 a# h$ {
AC230V/50Hz传导N相
2 g @9 Y* ~' _. x# O
AC115V/50Hz辐射测试
% {3 K) x. Z F- k
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