本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 / }4 E& U( c" v- Q" W& U/ z4 r! s
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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！
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01、样机介绍
2 g" @& ?, S& n* ?; z+ Q, C8 }) d
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。/ T/ S7 I6 L" ?5 X$ y
# I" I% R4 T2 {CR5259_12V2A 工程样机示意图
4 e Q8 `9 F l8 K) o* u6 k$ `CR5259$ W/ r- R6 s. |, f: p
. u- l$ O/ o; ~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。
: y: t5 J; E$ C+ g2 c# F2 k/ h' I, m$ @. j0 w2 ~' T) F# c
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。/ ~$ t+ v9 R, \' s* W
$ S* D+ j6 S8 J1 _
芯片特性% v, t: C% ^/ `4 B
# T: |& _5 [# d
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；. h* J. w6 c5 _3 T' K
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；" }4 A- h# {! ?
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
* i" K; E+ _3 K: h0 Q' Z● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；8 D' g/ j6 {7 w8 N3 P# H
● 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”4 ]! b7 ~; S8 ?& g- Y0 V5 _1 z! j
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
" T. K9 s( V6 r: Z3 U" U2 |! M● 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 j! l% a \2 Z. h" [/ L- e8 L1 e; U4 f0 J9 p
基本应用# `4 l7 r* U3 z( g% J2 e+ E; e
( u* P6 n! d/ k
● 电源适配器2 r$ F. R3 l* \7 z1 i. ~
● 开放式电源- m$ s$ x8 I6 {4 l
● 数码相机和摄像机电源9 c4 v, M4 e0 T" l0 i
● 电脑和服务器辅助电源2 C2 h/ h9 R. B; n. V$ d0 L( i
● 机顶盒电源
. M7 g: Z, g) @6 Q' u8 L● 掌上电脑电源
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引脚分布
( D/ f5 b0 N3 e' z9 I" `
5 ^3 A( Y3 m+ B/ v6 r- _
8 B% |# \6 _; S$ M典型功率1 p) X( Q0 ]9 c2 J
7 K" Q: j o. [- T3 |) v) L+ i8 u8 D1 X# n
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。0 g7 w5 P+ U7 Z9 x# |5 m" K5 M
, J; Q1 v7 Q' `2 ?
引脚描述
; U. m. _9 x2 @3 O
$ {; V( b3 r9 u) L4 W
2 t4 j& P" y1 _
2 m7 d4 R, G. _* g典型应用
" J7 y P0 l2 {" B* B$ ^
* f+ x! o1 E& J4 g9 _' `: o( t, m3 e4 y8 b; m# W& A
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。( `. s- W# P# S6 A, k3 `2 Y2 g
% a1 S5 J8 {4 p- q9 m9 X- j/ m
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。
5 p7 o$ {9 M; W9 G) q" @5 O* y; J% @$ P2 R& V
02、样机特性( J8 N1 k, x9 Q+ \
! q9 Z1 g/ e/ ~& R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。
S5 B; b8 G! F4 x8 I/ ^3 j1 C% K/ W0 Q! l: @
2.1、输入特性：3 p" C. |1 p$ y/ O2 }8 U: z4 u
% j1 D) p3 K) H* y" M. C7 L2.2、输出特性：
/ M3 c( V& h7 @0 ~0 Z0 Q& o( l
5 ? V. u1 i P2.3、整机参数：
7 b' L% d* M+ Q6 y, ?: U
+ K& |# D0 h+ E* u3 f Y2.4、保护功能测试：, O* j) f7 `# x H( [2 L
+ L4 B2 {5 t5 I: W* {: y! I: S5 X
2.5、工作环境：4 o$ f+ m, x4 n' a2 c6 ]
+ u. S/ k) p, S( ?$ k2.6、测试仪器7 q& ~3 w- L1 q# r/ `
3 b' @" |: Q8 o03、样机结构信息7 L" F# E* z1 w4 b( X% F
2 I) y" q' H" Q* [ }- d: r
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。
: u! _# i; U2 f! ~3 {" h9 h ~% G/ ^, ]3 }6 @+ `
3.1、电路原理图及PCB 版图：
5 |3 v( ~& m8 J' v# J$ {4 ?' k7 c5 g7 U% D
（1）原理图：
. [0 {1 j) S: u$ f% i, u% U* A
( b9 |1 ^) U u; L
& q/ t- D* D1 {（2）PCB 版图：, a1 `$ D: m4 ]5 h X) l$ M" ^
- c. s0 x* C. n7 G
5 _. k' @ P0 ^/ ]; o+ S4 Y+ D1 t! `9 N% P
9 ?) V H. m9 i' {. q/ ~& z, s3.2、变压器绕制工艺：
2 J$ | r" _) p7 M0 q7 n# u" j% C1 `' E, h
（1）变压器电性及结构示意图：
: p9 U, F& A, {. e) q( }6 s7 Z, p! ]( M
（2）规格参数：) i: M. i- C, d; j! o
+ |8 Y$ h8 p' q2 h$ O5 T1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
0 { x* U9 k% D2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 k/ Q$ u( t- m5 N- r: e) {
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
A! _ b5 z% v, T4）次级: 三层绝缘线
6 k6 a3 o' o% z& O; [9 w6 G; p* ~5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 K. i3 q) x$ w* t+ W0 p2 a$ c3 k
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；6 U% r* {, N) w
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
( U2 j; S9 f" I5 A) R2 A4 i0 O# q8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9 P4 f! N1 S r1 F9）成品要求:浸凡立水, t" G1 z5 X( T: f m( c, v
{5 j8 }: o. j3 N( _
(3)、变压器参数：
3 d3 A6 A O5 I' @
; x3 s$ T7 P) ]; D4 a3.3、元器件清单：5 x2 N4 i+ C3 I3 A( ~! f! t- t
( R- a& ^, p1 K8 e7 Q- a' u* N$ Y% P8 [% M4 P: F* [# I
04、性能测评& ~& j, \5 l/ y6 _1 I6 @
8 l/ R: h! _4 r- w# 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。8 ~, i. a! M! c# {# S' u8 q
' A& u8 m8 }3 u) I4 M- e' `* `* V4.1、输入特性：
1 E& \9 @* f- n* I8 g; |: T) d4 ^6 r$ T" q6 w; ^6 }% b
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。1 U" T3 f/ A. }' Y
9 E+ F! `4 J- Z# k7 x* S5 V& r* F
表1 、无负载待机功耗(无假负载):/ [8 M7 C l, ~
' c& h9 t! Q- Z, Z8 a
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
. }* W! g9 A5 X, L X. \& E i% j) v1 e
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
: `( o: A% Z+ V" ~: d: V% V- {
; y c: ?7 t, y L表4、输出板端测试的效率特性:
j4 h7 `0 n. {' y9 B$ b& k" b, v# v' r! {2 Y. R. V
4.2、输出特性：% C, v2 s- o1 m3 K
- j7 c' ?) C# \# n6 U1 s1 C0 h3 m# m注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；& Q3 O# z, x( R$ M+ O0 @' m
: S3 G' @" P3 ^* ]5 p7 M# F3 |4.1.2、线性调整率和负载调整率：% V0 J3 z8 _. Y/ z# f' i
+ H* a3 |% @( _* _
表4 线性调整率和负载调整率:
5 w' k( o j. X
; L2 [+ h9 X C/ s4.2.2、输出电压纹波：, D/ _$ A. p s2 t3 P
1 h! Y* j/ W$ f' }6 ^3 E
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。9 H! ~, H5 e! [& @5 n' q
) H8 k- ^: `) w: Y( N: C9 T& L* o表5 电压纹波测试/ R. H9 h' p+ N5 S5 S! j
( q) q+ V6 i' ?7 x9 x; q8 I纹波噪声波形图：$ V3 S3 e% ]) T1 |
) q5 f' x+ i8 s1 _& T+ L: C) g& uFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load , l3 ]2 w9 T# o2 w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 2 {: J( O8 ~$ L6 A8 K
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
/ M- ?! ^' X% @4 h ?Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 8 t( ^6 m. M) M3 y& B
4.3、保护功能：+ f0 S, U# p/ w1 P7 l" N
9 ?* n# F8 W7 ]8 L% \) s以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 ~: N: `/ |. G; o/ x
! [# x I6 }+ ]7 G
4.3.1、过流保护：
, ?2 P# T( e6 }. `, `" p0 g5 H5 u8 X# m( H' A
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A2 `3 T1 h$ p. @2 }, {. ~$ t
9 z T! i: a) C6 j Q5 r- ?
4.4 动态测试：" M0 p* Q4 [! x
7 j d! D' N; L# W L3 U1 U1 c; }
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。' w) N0 ?2 i/ k% g; \
9 W* ~5 u( U9 z! e3 U9 M$ Q' }: d7 ~& O. s
AC90V @ 5ms
) w& \5 r5 S! V3 ?. o- HAC90V @ 10ms 6 u# z7 @+ @ ~$ Y0 }; t
AC264V @ 5ms ( t9 u, b `, r! o3 V/ J
AC264V @ 10ms , w+ b2 ` U8 u2 Q
4.5、系统延时时间测试：
: ~5 f& R- `( R3 u) \9 g4 I! b A4 J
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
+ u- s" K: e- r4 ~
/ U- |, V. j- q5 [: X1 |% _# z* Y9 l/ j5 u0 G6 n+ r; a
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ( I2 {* v5 t: a" h$ d3 f& P* |* u
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 I1 d% w6 }# |, Z7 t* q3 O
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 7 w1 C$ g: C1 F6 O7 {: v3 r+ N
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
2 x6 o6 q U! b$ UVOVER_SHORT @ AC100V，No Load * _$ F- C* c, f: a, A% i$ y
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
* }, u8 O8 ^( u, k3 e05、其它重要波形测试. ~# O! S7 j% v* z6 r4 h5 G/ u$ y6 a; _
* I3 C& y7 A" C5 j& q! Q) F
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
( m# k9 ^( E4 s. t, w- y
) j% J3 t: E/ }% E5 v; |AC90/60Hz，100% Load " o X" ?5 @0 R3 ~
AC115/60Hz，100% load ! i* |( ?7 Q) _: A1 b
AC230/50Hz，100% load
/ g# X# x$ v' ~; v9 [5 aAC264/50Hz，100% load
2 q- D5 p5 G6 k" V( IAC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
5 Z/ c. Z/ z/ xAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
+ E/ T3 B) j6 b, ?8 s06、温度测试: _$ p* s6 S" l
l0 f6 e' r8 L/ D' G' @$ E" h
测试条件：40℃环境下满载测试。5 a' |' f9 y/ B5 T. }
9 n2 e7 y2 R; g4 u0 _! _" n
( Q2 }' L2 O3 R1 s07、EMI 评估测试
: `0 o: [# r4 A/ n+ k7 g. K1 }4 p6 q0 G6 @# R
测试条件：2 w. @$ }+ R, l" Z& `# v
; V4 E M3 C( |1 N' q输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地" P( i) ~ o, a9 K; `: Q
限值标准参考：EN55013、EN55022B- r+ c+ D9 g* B& O! F# P% z, x
8 u5 m, [" @3 h6 \0 j4 a' c$ o
传导L 线测试PK+AV
) I# t7 |1 ~! ]. x6 B5 [! o l传导N 线测试PK+AV
2 C- E0 E9 r* B辐射测试PK+AV
; `5 E2 ^2 v; E+ L+ Q# `5 @输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地% t K8 h- E n' o9 i2 q7 `( {& f
限值标准参考：EN55013、EN55022B: n: m% U8 a% v7 |
& T- f) L, t, y" _$ e9 d
传导L 线测试PK+AV 1 X" ~! J- n% E
传导N 线测试PK+AV 1 G2 B. @8 a$ V6 c! Z8 K
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