两颗“芯”，带你参透24W电源适配器方案的奥妙之处

思睿达小妹妹

; @7 S% z# w' [( l7 U2 t电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。

电源适配器广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域，并且在这些领域都有着不可忽视的作用。

7 X* j% Y9 K, @* X( E5 G) a7 k5 e( O今天要给大家介绍的是本公司24W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下为方案的具体内容：
* B7 V9 V4 V7 |* E; d
  m; c9 m9 ]* m; L01、样机介绍
  g( o' I/ W) I3 `! m
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CR6267SM、CR85V25RSA。
8 @: c: E# T5 ?2 {8 \
/ d4 f4 l  A. Z* J/ m) d

" }" T- R5 b- f3 ?4 Y. e

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

. ?/ n; y' d5 \7 r+ |4 D- zCR6267SM芯片特性：
. l$ _. _* @" o5 p# U
CR6267SM是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6267内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。

CR6267SM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），CS引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，输出整流二极管短路保护电路，输出过压保护电路。而且内置所有PIN脚悬空保护功能，使得芯片具有更高的可靠性。

& m0 I% I5 G- e4 @7 @/ X● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
; B/ n9 I4 s$ D& S● 待机功耗低于75mW
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
● 可编程CC/CV模式控制
* n4 n3 M0 a0 P0 G: z3 u7 H6 Q● 高能效QR控制模式
● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
3 Q$ [/ H* X- _7 ^● 动态负载响应功能
" W3 n8 S( {- h  S/ H3 f1 u2 v● 内置过温度保护功能
- U- l! F8 l6 k1 U● 内置输出短路保护功能
+ z; X; ~- `) O* k$ ~3 x● 内置前沿消隐
● 启动电流和工作电流低
● VDD端过压保护和钳位保护
/ ]( l0 _' d  s7 b- A● 逐周期过流保护
● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
0 L7 V7 b' e' R3 }& q● SOP-8L绿色封装
2 G( P3 [1 [. @) ^
8 G" ^0 C6 Q' r4 C; }, d基本应用
● 小功率电源适配器
2 c$ ^, {0 T# S* j' m$ Y( V) h' E● 蜂窝电话充电器
● 数码电源充电器
! G1 x5 X+ m; R7 b0 Q9 h. Y& x6 P● 电脑和服务器辅助电源
& D. x5 I! u" k$ J6 E% q5 b& i/ t● 替代线性调整器和RCC
7 [: W* E. ]4 u% S/ F' `6 ]! z+ S2 N
( \5 q& i4 O! W" h: Z; w* J典型应用

( {( t8 ~, x+ C4 E, a. u* S$ l引脚分布

引脚描述
; t* M. h0 ~$ ~

CR85V25RSA芯片特性：
9 p4 ?1 k: Y3 Q; Y/ y  w2 {: H: S
4 F$ j- S* i6 G7 n/ t5 d● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
1 W2 m; p8 n8 o4 ?( A: c● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
) `  t6 E) D. Z/ b7 Q. I& t7 b● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
+ ^! f; m! C' y7 G+ F8 u* X
) x3 d$ W( Q- y; O该样机是一款基于CR6267SM设计，全电压实现12V2A 24W功率输出。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC240V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>86.8%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。

样机尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，样机的变压器，采用了EE22加宽加厚磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET，具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2A电流以内的应用。
4 o( `& Y% h, K, `
: N! n" z6 V! i5 W2 p; E02、样机特性
. D0 [; _3 |/ V. ~; Q$ J
$ @# v6 l. j: {6 D1 X' X+ x0 u/ t3 @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。
. r! {" I, Y0 K- E3 m7 U, n6 L
' a6 ], K$ y' \: _4 X" P" ^8 r2.1、输入特性：

9 R9 J8 F! o5 X( e2.2、输出特性：
( P* Z* b$ q4 k+ U6 x3 S

2.3、整机参数：
0 T. p5 @6 ?' ]8 Q1 W  a- n* W+ \

2.4、保护功能测试：
! |$ ]- f$ G- _: s( Z

2.5、工作环境：
. J/ B' c% C7 q( t; r& f

. s; j6 J# r; s9 [8 t% [2 o2.6、测试仪器

$ B8 S0 }; K$ s1 E4 f4 A# k$ @0 [
! M( Y+ b# f1 w03、样机结构信息
$ p$ Q; k  g0 c  `  \5 Q6 o8 K
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。

% d- H4 a0 M6 [+ Y3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：

0 G/ N( h2 B! q! O! t- [PCB版图：

2 c% G( D+ z6 {; u1 j

顶层布局图

7 }- H7 I6 |) B) N4 ?5 O

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
, I$ Y6 O0 \4 r: O; U/ s
（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
' V' y* E% k  k2 O2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
7 K/ a2 R4 h/ @" R7 n4）次级: 三层绝缘线
' c* P$ v1 h  w5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
1 [7 P4 B9 U! O- J6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
2 A' W9 A6 f# ~/ _  F( u) v9）成品要求:浸凡立水

) e& ^- [$ J/ y: N& b. H（3）变压器参数:

3.3、元器件清单：

04、性能测评
( Y9 a% W8 c# H% Q5 @
6 l0 l( s; `- ?% X& i' P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。

* H) W( w% v0 B: U4.1 输入特性：
! r' X0 w5 C) @( u# 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。

表1、无负载待机功耗:
& P+ o* v0 Q3 _4 S) i5 c

表2、输出100%载下的输入特性
8 `/ t9 u: Q* v- {

表3、输出PCB端测试的效率特性:
7 a" [( g9 J/ `! A0 U/ C

4.2、输出特性：
. a! P, G. S1 s7 q. [* i0 a, D" j
& \( @6 X, i3 N! b7 N注：以下数据均为PCB端测试；

& ]0 r6 P# F# S: p4.2.1、线性调整率和负载调整率：

  ~( N( c$ `- _/ ^4.2.2、输出电压纹波：
5 ~, l: l9 M. y* g7 F! i& d9 E  y
1 ~, v, R$ z! e- P. I' ?3 f注：纹波及噪音在10cm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。

0 l9 y' k5 I+ }6 `" w

纹波噪声波形图：
+ ]& G, S7 R% j# v+ j, f

Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

8 N' Q  w$ ~& g; p9 U1 Z4 |3 b4.3 保护功能：
9 p+ u* t. F* E4 p5 C9 L
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：
$ L2 x7 s3 D& ]
功率计限流电流为 2.5A

9 O/ f! x& D; A5 y

" A" Z8 R! m) u5 k3 N4.4 动态测试：

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5A/uS。
' g  z+ U9 W- Y( O1 y( |

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

1 {8 j7 N: a: [+ ^4 X+ F

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

; Z: K5 D4 w+ [5 _3 o& V9 m9 Y3 i注：AC端、VO输出端波形图。

, b; G8 b9 c% o) ~; H, R

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

( K' w5 I) j, _( {

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

1 n, D+ ]  ^5 w+ k. D

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

7 S0 b+ F2 v/ ?% M

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

; [9 @( }  _' d/ A05、其它重要波形测试

. G( C; ~9 }& cDRAIN端、CS端波形图：
  |! i# _( k2 F. W

AC90/60Hz，100% Load

" }) j$ v4 U& D  E7 K

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

/ w4 v- h! C5 F2 n6 P2 a" C9 ~

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

5 o6 K+ r$ ?5 H" u& o! R- h

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试
3 L; U$ _7 ^. e2 v5 z3 ^5 S, H) H
" t, G& c) \( R% o# q测试条件：40℃环境下输出2A测试。
1 `1 f3 k% f' |5 m! y, ?

$ j6 `- Q; }: h, e6 d$ g07、EMI评估测试
  q2 W$ r, b' W8 j  {1 i
/ E1 y/ a2 E- `+ U9 t$ R测试条件：
# X# x5 ~. g$ ~& c输出电流：2A  负载类型：电阻。
  j: Z8 y& I  s4 n: B限值标准参考：EN55013、EN55022B。
3 @% x# T! W. _

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

, B3 k" [! G" J) [- K  W' J- B; Y

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

$ D. S* q9 i$ K6 w6 m5 }& _

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

AC120V 辐射测试 PK+AV

5 B* g5 Y! w9 l. y; l% `* S

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

" q7 ]& V+ u6 ^; ~. R

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

$ c7 [; d+ ~+ t6 `4 `' v: B