本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
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2 o+ O) Q/ a- x# R在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！0 ^4 x" g( c l# c8 S( ?
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01、样机介绍
7 O1 ?. v! |- a$ G3 ?2 N- r6 [/ k5 B1 P
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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。
7 t6 P6 Z: V0 V* {, x7 u5 X9 X8 A" J( r, [# K0 G
CR5259_12V2A 工程样机示意图
4 Z& \! a2 X! fCR5259
7 Y$ p* a" P2 [
# O! n9 m/ r/ y- k& T% }CR5259是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。) g% {2 W' Q6 Q, d8 P
2 H# r) h, P0 o# s4 C1 t
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。CR5259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），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。/ A- F$ v! p7 a2 S5 c' [' z/ t5 B0 e; l* l
) b) b& |/ O# Z) _( K( b! O
芯片特性
5 \/ k4 b) b8 q
7 p+ w. X0 J$ v+ e) R8 O● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
4 _) ^; L" N+ T# S1 k( Q9 E● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
( O# y: s6 O' ^● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
! y% o# t& D9 h7 i2 j7 A● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
. `2 e8 L# R# e● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”6 I( k: k+ \' S& c" @
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
/ ^8 F. s$ Q, h( q● 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。$ K; Q' }8 y7 T; `+ ]6 i( n+ c$ g
% s6 p. y' O$ N/ T( D基本应用( x" S0 V0 z) d7 W/ W+ Z
6 c# T1 C: |0 g8 b% M7 W
● 电源适配器( p X& r1 q; ]) M: U$ m
● 开放式电源# e! \: \4 L9 {9 I5 ^' i
● 数码相机和摄像机电源
- |3 ]7 X3 `* C5 i" w+ Y& ~5 x● 电脑和服务器辅助电源; M7 j( v$ ^2 T2 w% c
● 机顶盒电源
! D8 g% ~& W6 y1 m' r& k8 ^● 掌上电脑电源2 V- N* u% {" s c+ n6 k
, ^. c$ I1 X/ F7 `2 r2 Q
引脚分布
4 F- g6 j% H! l; s: M. E9 } @. d1 q n; I, e) s3 R# @
: Y8 v9 X* R4 H! W0 D [
典型功率 X& H6 `+ r$ D! V
: m3 M: o- h9 T- E6 n- B0 Z Y3 G* s) ]2 l. q, e
1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。
/ K6 k* m4 T, m; ?1 w0 B: J- b) S) L5 F7 Y6 j
引脚描述- [; g# i0 {5 V6 Y: V
, J" j' Y+ @: P+ b3 G
7 u6 h# D4 J5 O1 H4 k) e2 x1 G- n; l- o" ]+ ~( w
典型应用
$ J K# b1 V/ L5 i' A! I/ I& l! g
5 w6 w0 ?$ h; V
该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。' [5 _# K: e. q
0 T0 y2 j4 c1 ?( K
样机的变压器，采用了EE22加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
. k. s0 s8 U3 U0 u( ?. S* z. ], t) r [0 N0 c
02、样机特性: ^" n. N* u+ w( L
! O5 Y* n2 b9 E) R* B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。& u! q/ U' x" k0 j6 h
5 [6 ]' _! E& A% [( [( T' p2 N2.1、输入特性：6 f( R4 O% X1 ~. |) ^4 V+ q
[) O ^4 @9 c+ S! E2.2、输出特性：
, z( C9 N! y8 q, Q% Z$ K
2 Q7 M4 ]( ^* M1 Z+ @4 W- `2.3、整机参数：
8 o5 o' z: a: I" z# x* K7 R5 [; \
2.4、保护功能测试：% t5 @ k' [* M- h( ^0 ^: w
2 i1 x" z* m$ [5 Y- @0 T! F$ \, D2.5、工作环境：
5 i: R# @, W: n K+ [! u0 A0 f0 I/ {# I4 X6 E& Q7 }9 X* ~
2.6、测试仪器8 G3 J$ X* |6 `3 j8 z9 `
/ x6 F5 j9 i3 ?/ e; j1 I2 h$ D
03、样机结构信息6 ?7 O& _* P2 ?. G# \* k
0 K) q. d5 S" w2 W8 j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。9 t [2 D+ e ~& G" ]% F+ m
7 [+ o1 O! E; Q* e
3.1、电路原理图及PCB 版图：
! |/ Y/ z/ i. Z. j: l1 j- y6 S# |3 ]. u
（1）原理图：
# d% u8 \& a& _4 q
* q9 o9 ?" b% g; n7 o% ~2 L+ A% p- o. t+ k2 F% \- b
（2）PCB 版图：
' v5 r7 `6 n/ }- _7 h0 L) O& z$ q
6 M. u7 K0 |* X6 B3 C
) s: x6 v# k/ W5 u) z: ^8 ~3 h
O# e) V% q1 r# c
! Z; a# g- _# x3 P3.2、变压器绕制工艺：/ D% l5 ^8 m h9 R" S) i* q
# m c7 @) Z. N! b @% [& k
（1）变压器电性及结构示意图：
7 X0 z& P4 e7 T: Z4 e. g6 J. N& b4 k: I$ o! `3 I
（2）规格参数：
# e# ?1 t/ Z0 b) ?7 u
9 o! q$ G$ b! b4 j' o5 K1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；3 M9 M; w" {7 Q3 T% _4 F
2）材质：TDK PC40 或同等材质；1 z) o* p! I+ r6 Q" e! d
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线 U" l; U- R+ _% `6 U1 b
4）次级: 三层绝缘线8 R9 h9 r: c$ L* D/ N
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质4 {# Y( x4 }6 [) F& r
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
1 ]2 K) W& M. I4 S! @. Y% l _' t7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
) ^, i e3 _, v8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min. H; X% h' e# y5 \
9）成品要求:浸凡立水: X/ W. ?! R& P. u' ?+ l3 x) P* t8 x
9 ?; {' c) {# E' {+ x
(3)、变压器参数：8 w: L# R9 Q+ r( _7 M, ]3 c5 b
$ a( L/ F5 j, m$ \# s3.3、元器件清单：3 C1 P5 O) A& |# h9 U! `5 u3 A
5 f V( g' d9 i7 J0 b
3 w& z2 o! [. j( J3 @
04、性能测评3 E# u5 B# g1 f/ r: S0 T$ z
8 p! y' A( p- v$ a% p2 w/ `
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 y& U: b) `9 o7 N* u
* A, m* a6 w+ x: d7 H4 [- m4.1、输入特性：$ Z; c8 r" O* K
. c3 |& k( }+ N* z J% k
本模板经过在不同的输入电压(从90VAC 到264VAC)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。+ Z" t1 V9 F# U! t. X: ]
) D& {( {+ D- ]0 i1 d2 W1 K表1 、无负载待机功耗(无假负载):
# `' E+ G" o$ R# B7 T0 E1 j3 B0 N6 ]' p% D6 A7 H5 h# J
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
! a; F% c% B f* m s% y+ K e' f+ Q4 z
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
8 a# t" r' T+ y% G# G5 Y2 C8 {
, [4 O9 P8 E" p. B1 ~4 O3 A7 ~表4、输出板端测试的效率特性:
& `$ `9 s! l1 @* x7 s" S
& N: x; V# g. H# q4.2、输出特性：% G' ^- W& j8 v
^! r# @, H1 {
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；; I' \( o( |. G6 H
" J2 p X6 I+ O4.1.2、线性调整率和负载调整率：* }+ W" B- Q, ?6 P& m& D) }) p5 ?
: h4 h* ?. a: A8 I! a表4 线性调整率和负载调整率:
+ R& Z8 B+ b/ O; x& b9 _" h% v& d
8 k5 w# p" F7 z0 Z+ ^1 `( ?1 H# N4.2.2、输出电压纹波：" @3 f T: Q; S
/ Q& D l7 R5 A: a, u% g
注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。* c! T/ v, G0 C5 R) X" H
% _$ A$ I9 A: e5 V表5 电压纹波测试
: Z, B; |4 |( g$ }! k
G Y6 K& _ E纹波噪声波形图：1 a2 j. ^; j$ v7 I
% D0 N- d! s+ |. G' q6 V( C8 }( m
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load " J K4 Q" t1 o' I: i* T
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load " J, Y' D$ d: A, l4 T( ^0 F$ L
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
. N* L4 b% |- S! }5 U/ Q6 fFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load ) [2 ]6 I2 o4 v o" M* H
4.3、保护功能：8 }0 W7 d5 g! f5 t
8 j; s4 ]: V7 c7 F4 ^% B以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 m. S0 t m& J7 b
' z6 H* ~' G Y. W& z" y4.3.1、过流保护：' M) j( {+ [. q' o
+ W. P& K5 Y$ M' W2 m5 U4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A% |; X. c& e( [8 }+ i4 S! l0 E
' U( n6 g9 T# q( m5 f) S
4.4 动态测试：9 V/ g1 u7 Q/ }: z
, p6 i: z H8 R0 ^# H' n& q注：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，上升/下降设置为1A/uS。
4 ?; X, I$ }: Y! d2 ~. j' x' Q: |# o3 P7 H" P p$ S, @
6 u! F# T* w7 P5 I8 W( r
AC90V @ 5ms . T0 K7 I1 d& p8 i1 T
AC90V @ 10ms
6 m9 q7 I: ^( E' K0 M% kAC264V @ 5ms
8 i( R! x+ m2 L- E; G, iAC264V @ 10ms 3 ~6 L7 I: B+ u7 ]+ z2 @
4.5、系统延时时间测试：5 d+ G7 W: u) h3 g9 m
: ?6 a5 z, ^$ h6 Y/ s) z3 m注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
( V& S& [3 A# c) z( H9 R6 X, V" W: W; `2 B) \, W" i! W
8 K+ W- }2 G2 S% n. y0 I* d0 l
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
# Z" [7 _/ r/ BTON_DELAY @ AC240V，100% Load 0 L1 ?5 O5 B4 T
TON_DELAY @ AC100V，100% Load & L7 b" T8 p* x
TON_DELAY @ AC240V，100% Load # s3 `! j, S( U6 g) c0 E$ f- u
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load 9 ?2 x/ _7 ~( D% {
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load : l K$ S6 `( Z k
05、其它重要波形测试/ P7 s" b* r5 F2 R* L- }% z& }3 i
# R% e" n6 u+ \% Z2 ?
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
, {, H( U! U8 J; X0 n* u, \; a% R5 V$ S, p( y' E+ U4 t2 s
AC90/60Hz，100% Load 6 X4 E8 a; S; n0 n+ X x6 {
AC115/60Hz，100% load 8 s; O! X; s8 n) h1 A! T
AC230/50Hz，100% load $ A% @" S4 h" Z7 d% e& X4 |+ j
AC264/50Hz，100% load 0 ~+ Y+ R5 t; H% l2 @0 W1 V
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
7 A1 _+ j' J4 T3 l4 V" L/ i$ g" xAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds ( y N9 k* s) I
06、温度测试" E" X" G% }+ E+ Q1 n5 @2 d& o6 }9 M
) `8 `7 d, v7 n; s7 j! ?. x: i
测试条件：40℃环境下满载测试。$ y) R2 c0 d4 r
7 i0 }; Y3 s( P* M, H1 P E0 w# J! U, C/ i3 m7 E
07、EMI 评估测试
+ D9 S8 J9 |$ F; p \1 i+ \( y* f( j- z D
测试条件：
' N! @" d( [( T3 w; \/ i" w
+ | ^% Q" o% s$ Y3 S1 @ p* H/ l输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地2 l1 S; M5 G: T7 u7 E5 N, R
限值标准参考：EN55013、EN55022B/ H0 h& V) ]& m# c
8 N1 F6 L3 ~+ @/ U% N: b0 V V
传导L 线测试PK+AV
2 T& `+ U' B- T1 v传导N 线测试PK+AV . {& y$ U2 L5 l# K" B
辐射测试PK+AV
0 t$ C/ a% T9 O9 E7 S输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地) _' q' ]8 h* V( {- ]0 W
限值标准参考：EN55013、EN55022B
' Z% C" t2 M9 W. d1 j5 e `2 h, h5 l* ]2 _0 {% p
传导L 线测试PK+AV
/ h- ]1 P2 T) F传导N 线测试PK+AV 0 l& i @$ `0 `1 e4 _+ l/ u3 L
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡