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

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4 g, K1 s$ v& A1 P7 z3 V' r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。
( t. W' W  u( b' L' o* N
% r7 I, L( E: a4 c! z; ?) O8 w% w8 n, g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。
5 m8 |! v, i+ D, d
* d; X- h: p& j1 {% z% {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：
2 p0 M& }5 ?: n# g% x9 J7 `
3 D1 X: ]$ z. _* ~% |' E9 z01、样机介绍
  g0 a7 q* B' q& p- l
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。
( j5 Y0 E' L" m0 D5 J
( B$ Q4 O' c& X; Z1 `; ?- x* z

4 S4 [+ f' u3 J8 f  l, _9 k

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：
" y/ f# Z2 t# w0 e
. [3 y1 j# Z! h7 P. S2 ^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。
1 u+ E* y( C9 K+ t& z
- b  u3 k$ t! o' a  PCR6267SM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。

● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
$ d& q) \* W2 V% {" ]" k& ]● 待机功耗低于75mW
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
" }, [4 `6 ^9 _/ A, u- t2 _● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
$ t: |( n  W! ]2 `/ H● 可编程CC/CV模式控制
( r, |/ |& ~6 y* S● 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
6 ]5 v. _3 x& M1 m● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
3 G1 Q) F; |7 M3 L8 X● 内置输出短路保护功能
● 内置前沿消隐
● 启动电流和工作电流低
6 R  L3 k( _6 R5 Y- ]# p' H' W* E● VDD端过压保护和钳位保护
● 逐周期过流保护
9 ]# q; n9 p- i( q: G, Y● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
1 e0 ^6 X  M; U9 u" [2 H& A% w● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装
  L: z1 X- Z( w( z. g. S3 i
' ?1 s( X1 s; R1 a- B' m; L1 \基本应用
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
7 F  Y: C4 a0 j0 k+ u. J● 数码电源充电器
5 [, e1 L: ~0 X- N● 电脑和服务器辅助电源
( V+ o% ]3 q' H: T) u  x2 T: ^  z5 T● 替代线性调整器和RCC

7 i+ L# y/ y7 C8 i; G, M) f) T典型应用

5 ~! V( p7 ]0 n0 O6 D引脚分布

# ^% O, ?; u' P! p6 r引脚描述

# i8 B) ]: X. k( J( u' RCR85V25RSA芯片特性：

6 a+ V( H: ~4 x( B) t6 ]● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
" X0 @5 i0 r4 y  w; p+ X/ I● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。

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。

  q; O; z4 i" U5 P; E$ i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。
  O, P, B: R- r5 z* n4 ^/ d
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。
8 Y+ G  J% [* T3 `  `( J2 h
; S/ z5 {# {3 x8 D! K8 }02、样机特性
+ W7 l  I, g7 S' n0 }4 g/ }3 ~( t
3 ]  B% c4 r& E4 H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。

) i: u4 F/ S8 p2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
) {' d" ~" q! M) p6 C6 R9 A; H% [0 ^

2.3、整机参数：
1 a3 z! s2 z6 A. p! Z/ B, @

# U7 j% D# E  ]2.4、保护功能测试：
6 c% D; c' o% d. E# u

2.5、工作环境：

! O# O2 _6 L& S2 a* f* J7 N* X  r/ Z2.6、测试仪器

03、样机结构信息

- b2 \, g  e8 n& O% G4 ~; \- e: z- E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。
3 E* f* R( O6 W
3.1、电路原理图及PCB版图：

8 z* |( k4 Z2 Q9 O原理图：

PCB版图：

顶层布局图

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：

( a) \1 M' W4 p1 ^2 D1 o3 t) c0 ^（1）变压器电性及结构示意图：

+ G0 P" x% w$ ~6 m; A1 V2 O（2）规格参数：

/ _9 D  O5 _" b. f& z( b$ z4 l1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
6 ^  C3 c( m4 v% a2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) ~1 r! v# b, ]- _3 e: V* x. v: g3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
/ e7 ?. q" ~* E( c4）次级: 三层绝缘线
, Y, F% @+ {2 k. m  G# i( O5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
" v8 R) X& J/ p( D3 @9 b1 ^7 H6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
  e5 o- Q; W# X( p7）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
9）成品要求:浸凡立水
% c2 g+ }' B, R8 F& Y" R, S
+ @" l: D+ ?) C+ |0 W0 K3 W（3）变压器参数:

3.3、元器件清单：

! ]( [+ p8 P0 f4 h2 k
04、性能测评

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。
/ Q+ ?: ~! p) I! N- g
& C) i$ [# @8 ^4.1 输入特性：
' Z; ^% G! X7 p  S, a# b
+ ~/ ^# x1 q( \! }1 |# g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:

/ |$ A0 L3 l: s9 O表2、输出100%载下的输入特性
" b) S, G% ?. C# N3 P( `' |

4 N* @2 \% M# Y9 f: H0 r' s表3、输出PCB端测试的效率特性:

' R$ E& w# Y7 U" I& I4 F% j4.2、输出特性：

) P/ D+ g: g6 n! t- Z* j+ d% P注：以下数据均为PCB端测试；
2 v1 v; G0 F' l8 H) U1 r
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
+ v9 n" y5 w% P5 V6 a8 q- p

  i) y* @% \, U- H7 T4.2.2、输出电压纹波：

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。

/ D3 j) x7 j0 f% }- g$ L  p! X

: Y0 U' e) O5 I3 |! M# i/ V纹波噪声波形图：
4 o1 j! I3 k" r6 s. K, n

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

4.3 保护功能：
" f0 `$ k! o% |9 I$ i
9 M0 `; g9 T" }- W以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" j3 o! o7 k% G& B
$ v& J4 A) u. X9 r$ P8 i! C- @4.3.1 过流保护：

: m& r, m/ M( j$ @% y

4.3.2 短路保护：
1 ?* D$ ^' c4 Z, N( P
% g9 `+ C8 `1 {. ~( _8 q5 q% F功率计限流电流为 2.5A

6 t4 s) t0 j0 \0 E- z* {/ V4.4 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。
) [  M2 Y& g' W/ A) N9 _. c

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

+ `/ `( z2 D/ K# @' u: O

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
8 a$ x0 x# `" N$ T$ r$ h$ w! |
$ t0 E" G  e1 x! ^  E8 U! o注：AC端、VO输出端波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

' O) Z, B, A4 {

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

* A5 I- t  x9 p7 X; Y

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
+ f6 m+ Q  k( v4 Q0 c# l7 R
( F" z9 [: \- Z) J+ W7 IDRAIN端、CS端波形图：
& M, ]/ |  q) ~
, Y0 m' z) p2 |( U* D$ s

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

1 B$ T6 i2 I) z8 e5 Y( Y. Q

AC264/50Hz，100% load

$ b4 m9 e8 _9 A& z0 l5 }( J

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

4 X( K' t- Y+ U% Y) k

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试
' y0 B5 k: n0 V6 F8 K, A7 }4 [
测试条件：40℃环境下输出2A测试。

( ]6 M4 N% f. h+ C# r07、EMI评估测试

; ^7 T2 G+ K' G3 W; i) ]测试条件：
输出电流：2A  负载类型：电阻。
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

* P2 d! H/ s+ Y. ^" `9 b# c9 q

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

. K% |  t+ y' I7 v. Z/ B

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

3 \, e7 T0 H4 O/ O4 I1 v0 l8 Q. e

AC230V 辐射测试 PK+AV

AC120V 辐射测试 PK+AV

9 `. `% P, ?0 i* }2 Q

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

# q, N! d4 x2 I+ X- y