本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
, c" e; ?) X5 P% l4 ]# M( c" b3 r
: b# J* x/ D9 G9 A/ H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。
' [& C- q; \/ F$ j" Z
: b8 C7 z0 t( C7 J01、样机介绍, S2 _& ^8 E: Q$ \; i% w* u
' N- o5 T( m3 C9 O( h6 W( E7 t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。
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4 n; H0 x9 o( _9 Q) k( Q
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 / x7 J5 q8 W, O" O" \
CR5269SSJ ; g% j1 ]$ y6 T! S/ v
( g9 l4 x9 Z0 y) kCR5269SSJ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。+ I" W9 C+ u& E {+ f
# f- G1 }: |7 G) q. C7 Q' B" u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。, q" R0 H( l3 ?/ A: ~
- `7 v5 m3 T- R7 \" `* {6 I
CR5269SSJ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。
7 h- v. v/ a& R# L8 U z
7 x' J' W( G; k/ o芯片特性! }/ E+ e) @6 r0 G% \& u
x2 P6 O5 I8 [% Q& Q- f6 X5 c; j● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
" Y7 }2 I8 F& j O. u* a9 o● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；; }# W5 u5 y1 E2 R7 m5 z- W u
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；; {( W4 { ?2 M, a
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；& X$ V5 e7 k4 V$ @& s
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
. B( w) e! V- g) v# x● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
) y4 b: x+ k. t5 {6 p● 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。7 E7 h, M6 R# E7 x1 P, }; F$ F
( n3 r' O- c/ P, D! L+ [基本应用
8 [. ~) c' O8 a4 q) D) l5 q* g- e& g% p
● 电源适配器" v# M/ c4 n7 v+ n% P" T) A7 ^" k
● 开放式电源* d+ ]+ P: Y8 h1 O( D: K* N' F
● 数码相机和摄像机电源
; S7 [, `9 j- E( _$ [3 m● 电脑和服务器辅助电源
. a: x1 V0 ~* K; Z) P6 b● 机顶盒电源
6 |4 e/ Z8 z1 K+ Z● 掌上电脑电源
) W; a+ w7 Y3 ~" I+ V* H. O
7 T/ B; O' g, ~# A4 j9 D X引脚分布( U: F7 K2 f8 z
+ e/ _9 \* V" |. n" t7 ?
, r0 M' x2 B, D% I. t引脚描述7 x; V9 m: P" R' k3 ~7 P( c
) _1 ]3 x# X: }( W+ s
; p7 Z2 S0 u) q6 O! o典型应用
( g. J% `) i c1 ^- S
0 R7 R" k: U( H! G' c7 a+ }. }CR3017L芯片特性：
/ C. b5 T3 V) Q% ~2 W1 Z. |4 ?; [" k! C
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流0 t* G% z1 c1 {1 ^4 a1 L- H
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。) z5 Q: J- r" h8 c9 k' c
● 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。
% z _0 ^) s- o* X+ x1 B+ e T8 s0 K9 O6 C0 p, z
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。0 g$ P0 ^; P( K- e4 I: i
- q# ]6 ?( B% A; k. }9 `/ i0 K# K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。" s. o. P; I! t2 P9 j6 x
/ L9 v, x0 k' K
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。! x4 u6 z1 i* C2 |' Z! I
0 A# F" B7 `* z! ~" n5 k0 \02、样机特性/ z9 o9 r* c7 v- U
7 U! r0 C" `" e3 m- z+ \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。* _6 ^" \4 q9 f! _8 C0 T" K
2 J& e/ y- G- g/ k# e" S' w; \) H
2.1、输入特性：
. `6 V' e) K J8 N" z
2 E& s: \0 }& k' Q9 n3 _$ F( \
2.2、输出特性(线端)：
0 K: I" C l& @( L5 C; @5 b
, R/ C& O4 V% m2 ~6 V0 }5 e2.3、整机参数：& E' `/ s4 a) d4 d' B/ [& U
4 d& r( b% m# u4 `. U5 N* F
+ W0 S6 m) a l- \
2.4、保护功能测试：
' n0 G/ \3 _7 |/ c+ \/ O: N4 l5 a m/ O! `# ^
2.5、工作环境：. W* N5 Z$ o# S6 H$ y2 }" m+ d
( H8 t& F% D- Z+ d. h5 W
2.6、测试仪器：( L# w0 U9 _# d5 G" z2 b3 S3 b
6 L4 a9 M2 T) ^* ~% p7 K9 p) z
03、样机结构信息* G6 h/ E2 K/ a: C, s% B
. X, [) Y k+ E# y4 Z. b
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。/ b' f" q2 |7 v/ l( p1 G8 h
1 g' F6 B/ r( I. V; c# U3.1、电路原理图及BOM：
3 o/ H2 |5 |0 |/ B. k' Z2 b4 H# V, p% f+ K' W! v8 O% t
3.1.1、原理图：
# p2 n. O0 \7 S) h3 i
; A6 B- ~0 S3 C( P$ ^! V3.1.2、元器件清单：2 n3 D& C, u6 H T+ C+ n" ]" r
. k0 k" m9 E7 ^1 z! e. Y3 {$ Q0 L
5 e1 K% M6 V! d: p
3.1.3、PCB 布局&布线：
2 M* y2 o* O! q1 R7 r8 D) h$ u" i4 O' B1 P( W) E( s7 _
PCB 顶层布局 ! O$ N; f: D! W$ K/ f
PCB 底层布局&布线 ! l3 y) s0 z+ ` l# \% o
3.2、变压器绕制工艺：
( |6 C- d- M+ a* x$ K, Y B9 A+ t" }- K9 i2 L0 R
3.2.1 电路示意图：
. G! D9 F) J4 b/ a9 B' i p" d- h( S* u6 j u% O. V
3.2.2、规格参数：4 q, _1 i0 v; `6 Q' y
$ g3 r6 N# K0 S' e1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
1 U1 U, k% y# p2 N2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 j @" u+ j' H% U" }
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；; Q5 C. |% m" e, K
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地8 \7 a( J6 n8 A, b. g* o
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
; O% N8 b( F8 H @" D6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；+ F4 ~2 F2 |+ v2 z
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）)；3 \- ^* \; [! o) e6 f0 J9 L9 I5 K
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
2 j& ?& g4 h* h/ F; u9）成品要求:浸凡立水；" `$ j! Q: y U& \" _: h
7 A: d& G, Y1 [$ T$ s2 d
3.2.3 变压器参数：
7 ^' o+ C/ F; R8 l; [4 a! p0 c i5 Q% [3 W- O- I' m
6 C; p' M. q! g3 q$ e' `8 G
3.2.4、变压器结构图：
! N/ e% c4 Y% J% q2 r' x; v
: n* [+ f V: b! g& e( }04、性能测评0 G+ r [# X' ^0 v$ b- E
, g8 F3 l2 ^6 f( ~0 A% }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。
4 e/ @0 z6 i8 |/ q/ ]1 B+ e6 e( L0 t3 W7 p+ O
4.1、输入特性：/ V" x2 X4 W7 |# L
1 S8 v ^0 {5 |$ \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。4 q6 l' [" z$ ]+ d
; o1 Q: l Q0 k! B; x$ c- n# {0 y
表1待机功耗+ B& k6 p# t# M6 Y) I, u
% X5 u* R* p1 B9 ~* o
表2 输出100%负载下的输入特性7 j- l- z( j6 i2 S
, b& H: c8 S2 S2 X6 G1 W
: o# p# E& A2 m+ F/ J. ^' l表3效率测试（PCB 端）
- o( t! Q# X6 p5 j" `$ c$ \- Y. o7 W% ^% y. Q* `
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）4 q/ _/ \; g9 x1 C
6 P$ M9 j& r1 w
表5能效等级评估（线端）
! @& i0 q' h9 m3 u
5 D4 {2 u8 M* K- c8 H0 H I5 R- p4.2、输出特性：
. A1 a1 ~1 L5 r6 _
4 F6 w3 M' {+ P7 c) O4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
1 } Y( T, b3 Y" G, j+ j% c
$ |( V7 m' H& o5 V4.2.2、输出电压纹波：
. s2 S, R2 g- d2 d( G% y) ?! D8 Z! i3 A; i
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。 O, q' r3 L" x2 M* ?
; }9 U2 y1 n+ z$ x7 f( M: y
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
3 u# `6 o: q/ K1 f! y3 y* C2 M
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load ! H5 s# s" ^0 e$ x! m
R&N @ AC264V/60Hz,No Load + F/ a* c7 _( l% ]
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
( C$ P% o- c; Y$ g0 ]4.3、保护功能：* s( x( G, L! ], Q, g9 {
, X4 L: _5 I2 R# Z7 R" C4 M9 ^4 b以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ q9 _8 Q' b6 ^) m3 ]" `. Q* l+ T- q* L
4.3.1、过流保护：; [' a; m1 B( z3 n/ ~' n! L
- }# N' u; k0 L% k+ @5 B4.3.2、短路保护：/ ~7 _! b, s; ]& c' F
& |5 P/ |5 u3 u
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
9 N' X1 Q2 \4 P. j9 Z
! [1 I& h: R$ m+ y! a+ D4.4、系统温升测试
( c& @! j) y) A- b9 m3 u# c- d; B2 F; ^, ~3 k
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。
8 T- v1 {7 P. t2 f2 R6 N1 v
- q" C: v4 n* R1 s# p/ l0 u$ e
测试样机及配套外壳 6 u( Q* G' u5 }9 [
$ S/ d) G3 ]. U5 O; P2 H; y4.5、动态测试：" h6 Z& Z2 ?: ]2 x& Y. _
6 v; Z6 p2 s9 V- ]* ~0 i5 X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。$ O+ \, m6 ^2 F9 w
4 U# m, W! F8 ^1 m, n: D
AC100V 5ms
+ _) D8 ?+ g5 w( R% \8 F$ h, f/ x
AC100V 10ms ]5 x. [( O/ M
AC240V 5ms 5 Q+ L: I7 a. J- M& ^- z' n$ x! J
AC240V 10ms f" u- Z- R6 f% I4 j% O8 W0 t' J5 a
4.6、系统延时时间测试：% } V# O0 S" m9 b+ L4 |% W: R
& |0 K8 ^( F! i$ @9 u
+ F* k/ c* `+ E: [& r
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
+ [" H" e1 y; K/ O
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
$ W# x0 c6 _+ q7 @8 G6 y9 m
THOLD_UP @ AC100V，100% Load " R$ I5 H, y" \/ A0 q8 i
THOLD_UP @ AC240V，100% Load : O% l. W$ W3 ?) V# t& P4 \
4.7、其它重要波形测试：7 @& o0 x5 J: Z) E) W
; X# d" ?8 z3 Q3 X1 Z# |7 r% h
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：) y* @# k, ~' n0 W
7 j! H0 n3 C! b/ r5 d. M
AC90/60Hz，100% load ; Y/ z! s$ B, K& i9 Y* A
AC115/60Hz，100% load $ t, ?3 j& e# }7 I1 E1 W
AC230/50Hz，100% Load 2 K, C! b4 G% V; l" v" e7 b, a
AC264/50Hz，100% load
* s4 J* \) N, \( x其他波形测试
' w' s! O+ t4 z3 ^- ~( V
& L7 b# Y* ~& l% r
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
- L% s. ~# ]" k! X" n! t$ |
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
% v$ n+ b4 G! _$ Y* ?05、EMI评估测试
6 @+ g0 n" I, m% A; R5 t) \) }1 T+ y
测试条件：
& u1 x" J8 S' ?. l) p% S输入：AC115V/230V/50Hz；
$ @5 ~6 T0 s. ]% d0 n输出负载：使用大功率电阻；
) | R) V0 P. [- H/ Q* {$ i! H8 \: U限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）" l6 u6 G) ~. ]
AC115V/50Hz传导L相 / e& k# n, [. L6 R; m/ E; \: u
AC115V/50Hz传导N相 2 n. c$ x# K! W$ F
AC230V/50Hz传导L相 0 d. t! S5 L( t; e/ G
AC230V/50Hz传导N相 : o0 u( b& o5 g% H1 Z
AC115V/50Hz辐射测试 1 ?( l9 t& i) J) r% R- q! i/ N% N
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
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