本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 7 h& W# s# E3 ?* j+ ~2 G
) ]9 F+ n5 o3 w" l. N在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。9 r3 [, F3 P1 }! q: O8 v6 q3 ~
. A4 J5 k, ?6 X
01、样机介绍
& Q1 V5 p. W; @2 l
0 f3 I- L4 {, P6 o5 G5 s! N5 K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18W，恒压恒流输出的电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L。2 B# w4 }) o' |! D' j
" m* F0 U+ T0 d/ f! l
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
) O% h1 n1 g9 a: j# iCR5269SSJ $ V& W8 ^$ Z% S* ~ g8 G
3 f# ^% U: O, O& N- B7 JCR5269SSJ是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSJ中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。 T8 w: x# q G
- p; @5 a+ Z V( I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。
. n( U4 P% o, V# }; X h8 ^
" O6 W# }% S" f0 S% oCR5269SSJ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），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
% L( I. I% c, y0 d; g# h4 |2 f' p1 U- k$ {% f8 z
芯片特性
6 w; I, Q. K$ Y# E2 G; Y' y8 Q8 F( x2 v6 q! l+ ^" |
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
$ |3 d* z& i" t4 G, s● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；# U" ]. B- @1 N- ]( B F) [7 S
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
0 R; y" V( J+ u6 X3 S" D6 b● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；/ I/ l& J3 z5 H+ ?
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
3 j _9 A8 x! J● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；) C/ H0 f8 R( z/ v! r* l. b) e
● 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 A9 A9 s% U2 R2 ^
- W0 m% [; I0 n6 E! v基本应用
: B' l, c6 d- i9 H
# g6 r. N( x6 k% z" R9 W4 q8 Q● 电源适配器
0 e" y* {/ ~8 o" O2 g3 O● 开放式电源
- V; W s9 j2 H5 ?( g● 数码相机和摄像机电源- v. s; h& y1 j+ G
● 电脑和服务器辅助电源# ^ A, T2 f1 ~1 o$ H1 @0 w4 P. L
● 机顶盒电源
( H# @ ?( L5 J9 d# C O( p0 u● 掌上电脑电源
# F T# O- @9 v8 e* W9 {0 B' [4 @1 Y: A+ X
引脚分布. `3 r' ~* B. n. @9 o3 I( z+ M3 n) }
5 _+ w; K' D% o, R" e6 s1 \
4 n2 E# j& @! ]' i+ e/ `" j引脚描述0 l3 v) \8 C4 l( l3 N t
8 O4 v2 I B4 A
+ k1 R1 {$ [) s0 m1 ^: b: h0 s, c
典型应用7 y7 D; K6 H/ E. S
* H5 d/ K; R" v+ S4 K
CR3017L芯片特性：. i% Z7 Q t6 z: w0 c
. [+ j3 x j: M( }5 v6 ]6 }4 j
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流, [ l* z) q. a1 }/ E0 ]$ t
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
( i# L& ?' w0 W6 }7 R( e● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。
9 E+ r$ C8 ~! T- o: d0 \" f: y6 I$ R! D$ n3 _% h9 q" H$ ?
样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；能够满足最严格的 “COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
, D7 k h1 y% z0 k* n/ e7 n9 K9 p0 E" Z, N, L; }" {7 a6 e
样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。* W% \+ z9 H! l, }* `5 g
h, x. l" z" H& U( I/ {样机的变压器，采用了EE19W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
' `* L8 g, @0 e; O+ ?( b( g
! v8 S% }5 c8 N3 T: R5 I02、样机特性
3 s: i' e, _/ t# Q1 Z" S5 J# o z
5 R0 i- O. q1 J* I `6 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。7 Z9 b: ~4 W! V+ d2 Q4 }+ b
5 w$ t t- y% ], d2.1、输入特性：/ B. z; l+ L0 o- _% a1 J, D; k/ p
5 f* ^9 S/ x, _+ g- m* V9 c
) X# X; m2 \7 O' o, c3 i( N2.2、输出特性(线端)：
* L0 k5 F) W3 y0 ~. C8 {# r8 e% s1 x2 F
2.3、整机参数：3 e. R) ^$ S1 W2 p/ r
7 u' v$ I$ T N1 A7 r, g$ t8 i
|, H5 @/ y! G2.4、保护功能测试：
/ b5 y/ n& ?" I, p, f$ a c/ E( v" y# C. z/ l, ]. n
2.5、工作环境：4 s1 A7 @) g% ^0 P0 x
# j& x) V& x( ~2 D
2.6、测试仪器：
7 |' I$ h5 h0 R$ V& i+ x: y) x# a
; M) d4 m7 q* r03、样机结构信息0 ?4 g+ ]/ J; ]- ^( k q% u8 M
3 } O D( x1 e4 E1 ?
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。/ M/ T. b) F9 _( o
+ \5 l9 D: W- A! y1 m1 a
3.1、电路原理图及BOM：3 ~% k3 o: W! ^
\( K, {9 `! U6 @ J0 `8 ^3 W; e. E4 n4 b
3.1.1、原理图：- |) N0 h8 l @: b4 {- r
- @& W9 z. o3 ~; ^' M
3.1.2、元器件清单：
" V8 B. i" Y7 g4 e/ A
( H2 [6 o9 y$ c; G' k, K3 ?3 [( D
3 c9 s O9 r/ t; o: t3.1.3、PCB 布局&布线：
' t8 ]+ i9 R+ c5 W$ c9 l0 ]6 L0 ]0 D- r
PCB 顶层布局
# d: D3 r3 y- ], H7 X
PCB 底层布局&布线 ! }" d S1 r+ K5 B/ Q2 t2 H3 q
3.2、变压器绕制工艺：; w4 Z; o+ d! \( p* i# \
- s+ t8 @5 ^& o5 v8 ^
3.2.1 电路示意图：
g8 j) I& F. e8 t- ?' f; r( n7 q9 H8 [: f
3.2.2、规格参数： @7 M1 C, L5 n
4 {$ V2 Z4 ]0 D1 f* {. O. N
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
4 f' }6 y- y9 [: \6 ^' p2）材质：TDK PC40 或同等材质；: Z& N7 k q s: p/ s- R: n* c1 g, b
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
' r' H$ c% h* u% s/ M4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地$ d4 l( @) f3 W; v5 f
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
* m, }: B/ v* \7 S$ M! M# w6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；5 z& h& W+ C K4 E' }. \
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
~7 i# ?+ C8 E1 y8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；" E! x1 E0 x$ B0 E
9）成品要求:浸凡立水；
- j' J+ M' E4 x# T' P2 w! B# T
2 g! z1 L+ l2 ?; f! u0 D3.2.3 变压器参数：- R- ]: J* v! w6 {
, U$ e4 O+ d, n( S
" ]' V3 V" t8 L/ ~3.2.4、变压器结构图：9 H, I9 B3 [1 w- k) C! q, k
: A/ i o/ i' i. @8 M% a04、性能测评/ w, s5 _4 H% r
/ X+ k4 |& P( C* Y& t/ D$ {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。
* M2 P' O6 g' ~; a3 Q1 L( E' b0 B. T1 V* g3 A
4.1、输入特性：
- z4 ?! k' O. i) T% X. u( K1 l3 o/ @' c4 X! y$ ?+ X
本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz到264V/50Hz)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。2 R: y) s) a, z+ e/ Q1 Y* V
) N9 I' B( I+ F0 E* f8 E表1待机功耗
. \6 s! A; }8 ]* e, S. A) M& l; X
& f' ?1 l$ k3 M8 h7 S. ?$ b表2 输出100%负载下的输入特性: B9 Y/ {3 f8 |, s5 ~9 Q- U
/ W+ I& y0 u. @
$ p! ^3 A/ Y+ K( M0 S& W8 Z4 l6 ^表3效率测试（PCB 端）
, G7 @& F* o3 V' h: f" S& o1 k
1 J0 f/ R1 X4 B" i表4效率测试（20AWG 1.6m线端）: P! G4 v8 c G l* F4 {
$ O4 B, V% I( a' F" f" a表5能效等级评估（线端） @; a2 m1 P# l8 d
A t, |; H, @
4.2、输出特性：
7 B! x1 h) q. r/ O5 b. R
1 Z$ w5 Q: W0 X$ d: u4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）7 ^) m% y/ }: w8 P3 P$ B# v5 H. N
7 W. m! B3 o8 i4.2.2、输出电压纹波：5 A3 w7 v8 c9 x6 c4 g
4 {0 B- p5 J; R. m) r- A注：纹波及噪声在PCB处测试，测试端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容，带宽限制为20MHz。
' S! Q6 h6 \6 G" F' \. ?
: p) c! N) i1 P; Y4 i, {7 S. y
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
f0 n- ^: N5 A* o% D8 r E
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load & d1 h$ V4 L) @5 F) Y- ~* ?) ~
R&N @ AC264V/60Hz,No Load % t) f* K. a" N% q
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
% E; W' L# {' {+ _2 O! {& }4.3、保护功能：
+ j- U) Y( u' z( q8 j: q. {- I. z( R( |* W. `8 w( h4 q
以下涉及过流保护、短路保护的测试。2 A u6 R- k7 I |4 g1 @1 O3 {
9 p: V6 R8 B. Y" T1 b4.3.1、过流保护：
3 `$ [& L1 z/ `: p( y3 y) w& p6 u: g+ G) y s- `
4.3.2、短路保护：* L) p& |' d0 w" e7 [. i$ r
$ z Y9 T' x9 c6 K2 g; r9 h& [7 v. O功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
& S. Y6 i2 D/ a8 j( T; M
& c. d b6 x7 u) M* {+ E% S4.4、系统温升测试
% Z1 s' \& ]+ b l; x4 Q) p8 t' ~0 J3 O4 ?" m1 q( z, I' t( O
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。
6 |$ `8 n9 o4 N r5 ~6 j9 C
" i6 _, c( E/ ~4 V. g% v" m3 n: Q
测试样机及配套外壳 5 |1 j6 Z8 i# j
0 b( y4 O0 Y$ J& l) h$ n; ]6 h
4.5、动态测试：
& j3 ]1 F, K5 n% ]8 G* [) g$ c$ r8 J+ F! j8 u' ?% R
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，输出带线1.5m测试。
. m' g, P6 w3 ?8 b4 a6 a: d3 [' @2 }: W8 v/ ?, K: {+ u
AC100V 5ms ; y1 o" D F# c- k, Y, ]- ]
AC100V 10ms
3 m. [. U1 [( l; e
AC240V 5ms
% M( `" A$ I' ^& {. P
AC240V 10ms
0 `9 B% l) `3 K3 D* m4.6、系统延时时间测试：2 R L$ \) S7 X7 h4 D! c) F
& @, e' `( X. L) N6 ~; V
7 t. d5 x: S- y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load s2 F; E7 l0 Q# m* k5 y4 R
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
; E8 B. O7 i3 t1 {- f
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
8 @ p5 U n5 u' |0 Q \
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
9 O. V3 ^6 z, u4.7、其它重要波形测试：" o" ]) P4 o0 M$ [0 J+ _
5 \, k( M+ V# Z% IDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
2 }1 o5 {3 S% u
4 v8 Y7 t/ M3 v9 V* z4 `
AC90/60Hz，100% load 9 }2 ~1 u, E4 y! a
AC115/60Hz，100% load H* P! t. N+ F8 x( G A$ `8 K
AC230/50Hz，100% Load - [: P" W7 L, ^3 }5 f
AC264/50Hz，100% load 6 t( r( p, \9 L, k. ^- Z2 e
其他波形测试4 k ]6 x! w: t5 A9 o3 w& }- t- e9 m
2 o7 x F1 }, G% j. ]
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 8 `4 K3 g! D6 p8 W4 j5 n2 z* x* t
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 6 s8 _2 v1 t9 z" q* D) S
05、EMI评估测试9 n0 f6 X) H$ r* @9 H* U
0 r# M3 ?: E! G, z' q5 ?
测试条件：7 B: I5 R6 G5 r
输入：AC115V/230V/50Hz；, D- H, V) l7 l7 S' T, d
输出负载：使用大功率电阻；
9 f( F% C5 \) B0 P# ?7 O7 ]" x限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
* s7 J: p7 o. Q" F' a5 S. d
AC115V/50Hz传导L相
/ X7 w9 L( z$ P
AC115V/50Hz传导N相 - K% v* g4 D0 T
AC230V/50Hz传导L相
+ D' Z* u( J# h# u% ?! B9 Q
AC230V/50Hz传导N相
3 ~. h: T9 A. ]7 K9 T
AC115V/50Hz辐射测试
+ a/ v; }+ Q& e* ?0 J% n$ @
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
收藏
分享
淘帖
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡