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

' x( l7 k: l' D" K* A* L
* Z' K" o5 p3 N  G: y5 U: l! G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。
1 L; E% \+ W- T6 L4 s9 m
4 n3 M' M( f1 \8 _) S) Z4 N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：

: l3 l, W' x% C3 C01、样机介绍

* E% N) ^' T- 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。
4 V: ~* n) L( w: f. }$ _0 e" Z

9 a' s  L+ `5 N# y

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

7 S1 h& q" Q+ M  C( \  i$ R! A) ]  MCR6267SM芯片特性：
% p% `8 X( z; b. C8 `& \" m- X1 \
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。
$ I& M4 X7 s, }2 a- b
- I) I3 \+ T2 J: F5 Y* QCR6267SM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。

. ^- h# _/ L2 Z- m) 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；
● 待机功耗低于75mW
9 M$ M3 ?+ C4 J; }$ d/ O) e+ M$ a● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
) v6 M; H! t$ J" g8 a0 X% D● 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
● 高能效QR控制模式
: a( \& w8 ~9 E8 O( r9 b● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
( \1 B/ q  p4 B● 内置全电压功率自适应补偿功能
. @5 L( d6 I  `" d& p. \' @7 i8 W9 F7 m● 动态负载响应功能
● 内置过温度保护功能
) \4 Y2 S! R9 M1 i$ U* f+ @● 内置输出短路保护功能
; ]7 E9 S8 A9 o; v( l2 D2 N● 内置前沿消隐
( t4 \1 B7 H( Y: L● 启动电流和工作电流低
$ l+ K2 M' i+ N* x/ [1 H$ I● VDD端过压保护和钳位保护
● 逐周期过流保护
- U" t: m1 w% U) c3 H" X' O7 Z● 内置输出整流二极管短路保护
& A/ n6 |9 ?- i4 P- I& k, `$ Z/ K● 内置输出过压保护功能
3 F% P& V$ Q! S$ D7 J1 e! q● 内置所有PIN脚悬空保护功能
● 4个引脚散热
/ N" @' D& u# P● SOP-8L绿色封装

基本应用
● 小功率电源适配器
9 Y4 [4 e) l" g8 P* d9 a● 蜂窝电话充电器
* g2 _# v8 O" Y: \9 ~/ m● 数码电源充电器
4 P8 \) r1 Z9 e● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC

9 [% V0 \4 I. _' t. M典型应用
  x! z6 c; _: h5 L; {

& g" ^! |! ?' m7 H# X) r  e引脚分布
$ l# X- o/ q+ d. W" V7 P3 f# z

( ^# {0 C0 ?  R, J' w0 i) k5 ^引脚描述

5 H3 n" b: n3 ~9 m' `! jCR85V25RSA芯片特性：
% u+ a6 g+ F9 T4 h. R- c6 v
● 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；
1 Y) O4 l9 E9 S2 p  b● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
' k; M6 J5 y( ]- Z( z# g
* c; B% g! T5 k0 U. ?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。
, H8 a2 z9 q2 V! C) P2 {
' h& j4 @7 s2 j6 z! E  `' }  [1 TCR85V25RSA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。

7 S/ t/ b( S6 x02、样机特性
+ ?8 m+ E$ B' K
2 R1 F# f( Z) a7 \% G1 L% d! M6 s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。
4 v: g3 J. o4 z1 w
0 {8 c8 F' |$ g# M* O2.1、输入特性：
! D* a8 l& F, i2 ]/ v  \1 j

: q6 c2 `, a% d  T( A2.2、输出特性：
: d6 V" L# }3 c9 v6 |1 E$ B

2 Y. E* b0 L/ X9 X3 ]7 p! |2.3、整机参数：
8 T3 W: s! h+ t: [2 c' j

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
$ p# A& H1 Z# ^" A, p5 h

2.6、测试仪器

2 R  r: x4 ~+ Z03、样机结构信息
8 d, @, \( n8 F" k- a
# B# R" \2 g/ e( @; h% v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: E, o7 E+ D6 m) A
8 M& |  @4 {9 T. B+ g8 Y- _3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：
; Q2 b# Y3 j2 {* A, m

: _# Y; L8 _8 R2 Y- QPCB版图：

2 X1 ]: E) g$ ?0 @, P: g

顶层布局图

  g; p2 w' E/ o

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：
# z- k( l  P* K( d4 N
（1）变压器电性及结构示意图：
/ d  p& x: p$ b5 A. E2 U+ ~

( B0 w' O- V! P- W- a. y, H8 E4 g( X（2）规格参数：
: P9 |1 s3 ]2 f2 l$ @' D) F& T  H
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
* L. n" f1 X( _; k4）次级: 三层绝缘线
! h, |1 G6 d* e: E5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
2 g8 ?7 o& V% V$ u6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
( e; M4 `8 w1 @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）)
1 P) \$ i% S3 o6 k6 A2 {" h' l6 g8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

（3）变压器参数:
4 ]2 m% Q1 y6 T- f0 j3 l# E$ `: ~

3.3、元器件清单：
4 @4 i0 b8 I( d% k1 V" H

1 z1 i5 B2 ~" I' `* G) V04、性能测评
: d: U. _* Z( \4 X  E; s) E9 O
7 Y. N9 z9 S/ m  C) |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。

: ~1 c2 K4 H) \7 j1 E) b5 Y. x4.1 输入特性：

# ]4 H1 Q* q& ]1 @' i8 M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。

/ e. a) B: f! S. P: {* W/ G表1、无负载待机功耗:

% K3 k+ @5 _1 m' Z( a$ }) A表2、输出100%载下的输入特性
9 K" G$ R% t) \- [

表3、输出PCB端测试的效率特性:
' d' h  ]/ |# H2 F- }( M

4.2、输出特性：

注：以下数据均为PCB端测试；

! P6 C, p1 R8 k4.2.1、线性调整率和负载调整率：

4.2.2、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。

纹波噪声波形图：
. ?6 d& U$ E! l% K  G1 q% i

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

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

$ B, G( Y& N! R# ?$ ^

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

( j0 i( `7 J& N+ l

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

. Y: P0 Z( M2 [4.3 保护功能：
0 {$ [: M- f: V+ _5 Y. p4 {
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

$ O3 Y. r- ~% A7 l/ `( V% H

- O$ c+ l1 p# }/ E$ b1 I* M/ z- h: A
4.3.2 短路保护：
7 N4 n. x) W# L0 A. ?
6 M# p( ^0 G: ~% P0 u9 t功率计限流电流为 2.5A

6 q) N4 L8 D6 U  J7 a' X  R
4.4 动态测试：
- a2 N; r& P% ]. b8 j
: g' I$ z6 r, }  m; C# J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。

AC90V @ 5ms

7 H6 }& P$ \6 j! d( a2 I/ w

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

, Y! t1 ?' r/ ~8 _: @

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC端、VO输出端波形图。

; A+ b' j$ @% R( t

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

% T/ b9 I& L) Q2 R6 B% D

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

; a# B- M; g5 u5 T

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

DRAIN端、CS端波形图：
  w; Y6 J4 Q9 V: o* ^

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

7 f3 `- i: _- t1 m% K/ Y0 G9 K9 I: G) v

AC230/50Hz，100% load

, d0 e4 y- q" f7 I7 r- E: w

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

: N4 o" C2 d. E/ O7 @6 a. D

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试
2 ~3 b0 r9 T. H* J: |4 l
测试条件：40℃环境下输出2A测试。
7 h, Z" e2 U- s- f% B. W) y- n

7 P! ~8 ?! K) R* E$ x" _5 n07、EMI评估测试

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

) r. R' `3 _2 I* T" l/ P$ D& H( g+ ~

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

0 A  W+ j) l' m% O

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

+ y. N& }. a3 M

AC230V 辐射测试 PK+AV

AC120V 辐射测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

9 l7 P; X  q+ k- e