本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 6 j- s8 |* ?7 G; W& Z( _. a* M% Z4 F, Q
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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
' z/ Q, Z# _( _, Z7 {1 N5 B8 B6 q6 `
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。% K! w2 ?0 ?8 [$ j, e* m2 n, t8 t
! T! |7 |$ E: j1 t# t6 D
CR5259_12V2A 工程样机示意图
, M7 Z/ y3 `9 X, W+ wCR5259
T. S( p1 t" A" o% u/ j; Y8 C
( b# q! {# p3 vCR5259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。3 a7 B' \+ Q7 j4 v( h G$ [
$ K/ I0 |( n6 ?- 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。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。
, ~4 O: f; b4 p+ e3 J" e' e6 Q4 H2 F! E' y$ f
芯片特性( U' W) Y9 v5 {5 y i4 M; u
- Q; i( O; Q+ o K9 \2 n, p
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
1 f z3 A; w8 u3 h● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；. I, ~: p( S8 U
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；) N) T7 k& m: ~, ]- G
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；9 H9 H( k7 e+ [+ a. S- y
● 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”
( ]5 m3 o- F6 F& c& K. n● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；7 g% J$ J5 h6 J
● 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。
+ G% \2 E/ _0 A1 L' e% p/ W8 h! N- S F" ]2 _
基本应用
! D C3 G+ w* A9 M0 A F* x0 {% c* w
● 电源适配器
: a' M4 h" A% ?' ~# `● 开放式电源
( c% f6 v# w. E g● 数码相机和摄像机电源
" S0 ^, v8 G: H7 Y( f$ ^" [● 电脑和服务器辅助电源/ R5 x) P d; z8 Z) N' ?
● 机顶盒电源/ z3 |; l) K5 Z) S4 k( N: ` \
● 掌上电脑电源
T1 M' ^- M' O3 t0 F0 W- _+ p( Y" O, c$ _" Q3 H( x" @
引脚分布- ^# c6 @/ W* M! u7 E
; s5 R: Z$ v& o! T1 b
/ j1 [# m/ Y0 i) {
典型功率+ Z- x) v) i2 ~! Z+ H
+ u+ `: X" i, y" r# f' P' \- D y/ t
2 T' x9 Y" C, C1 p. _4 ]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。: V' D' K6 F w" F! U
7 l: r- t7 }0 u h4 v7 s. N引脚描述. {6 g* ]8 h0 z) s+ Z4 g I* V" G
/ Z) m! f$ t$ q9 Q! m
7 ?1 L( n& _& e
7 C4 |; D4 L+ B
典型应用
7 B5 }& O7 ?, L0 Y: x- e' E
7 m: k/ D: g- E, j
( v4 D3 C) C$ B2 ]7 [0 h/ b2 P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。$ O2 V z/ F# Q) R( a
9 F |' P R" f0 [/ ?; J+ r8 @
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。
9 \* E# @/ E0 x$ L! S0 Q7 D: O/ e
1 ]8 h ]) D+ O- {: G/ a02、样机特性
M' J: Z, U: Z1 L* [
4 p3 k: c" W# o% k$ D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。+ Q/ w" v3 a9 q5 s
( |$ f: v; R9 Y6 C# D7 E2.1、输入特性：- e: [: s8 A. _" `+ V
1 [. r3 O1 ?0 S- \" d2.2、输出特性：
+ x( }# C T- L1 |$ A& o
1 V4 c3 y6 ~7 \& v5 w9 @/ I# g2.3、整机参数：$ C: {0 h0 ]5 W' r% O* K# A; `
: g% t6 Z& R. ~! [$ g7 g5 l
2.4、保护功能测试：4 A, g% o% p9 R2 Z; s1 x8 {
# C! x1 ~$ q. Z+ a
2.5、工作环境：0 Y: D6 k, i- }
9 a3 `+ b1 t8 S& t9 I; G2.6、测试仪器
4 j9 J& ^! q- O2 P$ c
8 u: }0 |: W' i3 R7 R* E03、样机结构信息6 u V) E/ c1 [) Q8 T! w" u
; p/ i: k6 }& V# c& J. |7 u8 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。, Z$ z( I+ W; F
3 v1 A' U7 r5 j. X) P3 T6 X) M3.1、电路原理图及PCB 版图：3 _# e. x* ?4 R
* P6 ]+ W+ A/ o0 D8 D（1）原理图：
! ?, ~; n9 w/ G, o9 k! r- d" D# k: L, ?) @) p0 A
) \! H; y& m; j* E5 c（2）PCB 版图：
5 I; Y' I5 ?: F( j9 ~. O) ]; |9 A- u' P7 Z9 R, i
* r" ~9 u. Q* u3 J- y$ i
; G) Z3 M* e; C7 \3 S6 n0 L( r7 `3 Y) m! J" K/ G% O
3.2、变压器绕制工艺：
4 j0 O8 s' G' r! _1 T t6 ^& w, K+ i$ `5 C# S# T
（1）变压器电性及结构示意图：
9 h2 E5 E: q. D; u, I
2 j. a, ] f+ R; b4 a' f3 f: R; \（2）规格参数：5 R7 l. V0 c; J: I) ^
2 v( I6 B/ x. @- X/ p2 `. _. i1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
& o" P, T8 w) q* S+ _2）材质：TDK PC40 或同等材质；
# W3 \& W( `1 B3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
- V+ I- |1 s3 O, O5 }; Z' i4）次级: 三层绝缘线8 q: _+ ~! Z+ Z" X( x& Q
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质9 y* Q' M" ^4 r4 F. U( j4 C) K
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；1 _2 E- U% ^( h" T5 T
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）)
& g1 ^# Y4 g7 @+ z8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
7 f& }7 S$ l/ K' H }" E: ~% s9）成品要求:浸凡立水; `! t4 t! Q) k- S2 y5 l
5 p) u) L9 r, Y7 f
(3)、变压器参数：8 @+ d [- G' T1 S
" E2 h/ U- K8 j% y& e2 W3.3、元器件清单：
& c7 g5 {( S d+ { P
! s8 f3 ?$ s) X$ A* A9 R `" S! `8 H& \2 E. F
04、性能测评! K) p* c. s& W8 c
% N, g) g5 r& ^7 V3 r; m2 ~3 }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。
' c$ E# b- ~7 O
# U2 @; P. ^( Q, V0 l! m2 S4.1、输入特性： X- s$ g, z1 y# w
9 t' E4 {) L: l; t% O0 d P; V
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。9 b* i p0 P7 q( G$ E( [9 V
* J) f3 V* ^, m' E t2 h. K表1 、无负载待机功耗(无假负载):
$ A* w1 a) \+ M9 j
; R0 w/ s2 C/ z3 y5 \' J表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
2 H' B' x: r0 |" d7 M* b6 e4 T& P& V- ~7 p
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
7 Z, O* Q3 A; @; H( j1 ~9 Z4 ?. b; O# ?( x& o
表4、输出板端测试的效率特性:: }2 b( T" |: @0 ]/ ^
. C# ?" ?. r) V3 J5 e4.2、输出特性：
, o/ s; |9 R* K5 W; H3 o
2 m# a8 ~/ e B* `8 [2 z, o0 P注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
( N U# S3 X, }' M9 x! V0 N" T; x3 x3 S% [: r1 d3 W
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
( P9 |/ }2 a& d+ e
8 @; f6 V) o$ j4 A1 `, E( y( ^8 ^表4 线性调整率和负载调整率:
3 C* }% D* z; c; m
; P" r& D. _/ ? \4.2.2、输出电压纹波：
6 w! k) h: ?" G
9 h7 u; ^9 x4 I/ E( y' O% f) r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。
8 L+ W+ O% D; r2 s4 B0 J4 m2 ^# J4 J4 }' |6 j
表5 电压纹波测试 _ r, h7 b% }& c
* |( p' d; K Z; c* l, H- Q纹波噪声波形图：' P* `7 g2 F j4 C0 R/ }
# w+ h( V1 N8 r% P0 F
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
# y% \0 _1 P U$ UFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
( J1 a- E" m+ H+ N0 T eFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
+ `( m; B* N' TFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
}( j C5 E W! ?3 h4.3、保护功能：
2 r/ }* w7 H) R% A' \' b
) T1 E" u- c4 G' ^* @4 C以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 F7 C5 G$ f* o* X; p
8 a% n2 { y) Y2 R. y4.3.1、过流保护：
! o5 O2 P3 l! Z. \7 n3 b
. F, ^* y, n& ]7 z- X" X4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A6 G, R6 b0 S) O. G6 K
+ x* R3 l- B# ?7 z- T) i. ?
4.4 动态测试：% k3 `/ v# V3 ^. q
! e6 ~% ]: r* K' ]* B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。- {+ ?: K; \+ z g8 {: T* A
; o; j" _6 R& E( A
. b( `$ |) j) E; G* e, G. XAC90V @ 5ms
* |* K6 h. t! `1 @+ ^% g5 xAC90V @ 10ms 1 e5 ~6 _+ |( N/ w1 u$ |
AC264V @ 5ms " q* i" Q+ k( t, a: m
AC264V @ 10ms + U; f4 x: z8 }. `: f& d
4.5、系统延时时间测试：* J+ i B \7 \+ V7 q8 K
3 L; X7 S, i1 c注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
& o, J$ B/ [; d+ D6 x, K5 S1 x5 R6 i. f1 H9 a. [: `" S
' c* ^. \7 l D9 bTON_DELAY @ AC100V，100% Load ( @3 @- C4 x; y8 v* P
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
, A3 e- P7 O9 s5 h5 NTON_DELAY @ AC100V，100% Load
4 \' K( y4 x1 D' ]9 |8 S/ MTON_DELAY @ AC240V，100% Load 8 C' m: D; G/ S# ] a( H' \
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load 6 t5 c7 z5 C: i9 [1 R0 c4 Y& P e
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
5 D, q( ]0 B1 D: t& b05、其它重要波形测试
: u/ g2 C3 ~7 k! d3 c5 v" l- @; i1 x' R
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
5 `7 Q0 H4 y) y% n" C! N5 P( [( |" v
AC90/60Hz，100% Load 3 u9 G* D$ e" b+ r
AC115/60Hz，100% load
m0 |8 c8 @2 M, P: T' UAC230/50Hz，100% load
- t5 M) l! a% a5 q" s* W; P MAC264/50Hz，100% load * M9 X* H4 @2 `, W- |( B7 H6 @
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds ; m7 X8 K. e& ]2 I' @8 o
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
9 y# r1 X$ @: B" a06、温度测试
* l9 o8 s+ b4 q7 u" H, J. A
% U, |$ u+ D9 `) j4 ~; K* j测试条件：40℃环境下满载测试。. @/ r3 v) ^1 Y
- G6 t5 Y7 ^1 F$ m9 l' S8 f: X, A2 R9 H }- V- a$ N; \
07、EMI 评估测试, }! o! z. g0 L Q1 S
% \. E, M9 k+ K/ R C# G测试条件：
7 U0 v# `$ b0 R9 t4 r& V
1 q6 Q- A# a; A4 x3 c& R输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
* c( {* W- i3 u6 m限值标准参考：EN55013、EN55022B. h' a6 l3 k5 Y. W# m; R$ W" X
, B; j: p+ q0 e0 O2 ]传导L 线测试PK+AV ! l7 E5 ^* C: r- H) |+ n- Y v
传导N 线测试PK+AV
$ B4 A$ w' A: o3 I辐射测试PK+AV
2 a7 V0 C2 ]2 j* s0 N; ~: l/ W2 L* ?) {输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
9 `: B/ ~6 k3 f, d限值标准参考：EN55013、EN55022B
( H- v( S, Z. K9 i/ _9 t' P3 T9 h8 D, c. w& s
传导L 线测试PK+AV
" h+ f9 V5 f8 z! e& S8 m6 q4 b% |传导N 线测试PK+AV . H; t/ A7 S% A( X; C
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
提升卡
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显身卡