本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑
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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。2 t+ r5 w- A4 E( E6 c
6 l# f% F" }# W0 L/ T
01、样机介绍
/ q, N5 Y& O) o% \0 R' A. O R
: }1 B S5 t+ `2 Q! e! 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。 r4 P- O( r* t% E9 Y
% N) A1 Z/ X# Y5 t* ^" f
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 : s( w& B& V( e$ G
CR5269SSJ 4 G4 T2 i4 W, |$ N$ U$ _! F: }
4 r. C+ U) X' {, d6 Y/ A9 \
CR5269SSJ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。
7 y: t1 w- Y# m" n) i. p- n# E6 D2 q0 `2 p w2 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。
9 T& R5 c% y2 H
' n4 u- _7 I' I' a o6 T, U aCR5269SSJ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 e# r" N( Z0 k6 _# m+ l
- o2 h/ a, h- i% ?) a5 {芯片特性2 O9 i. `& x) N$ G4 @8 k
! n& J4 \1 B* Y8 c& L; Y" v
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
5 [$ w7 g: @: X# B" V/ x0 K4 a● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；! i$ P& Q" R" {" _
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; Z) |, H# R4 B" B E3 `9 S● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
1 ] W4 \' x: @- U6 `1 c● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
0 g: t( z8 x. n( Q7 z+ r! s● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
% e0 D% A5 q2 ~8 W2 h! x● 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。" L6 m0 s; `2 Y4 A% \
; {* Z; t5 R# c) V; ~9 |8 z
基本应用$ o/ I* q* v ]* k3 |1 Q& n
- X P- g4 w1 G
● 电源适配器! i; p- e9 U: O) N k/ o
● 开放式电源
4 \& m% \9 [( z$ S$ V● 数码相机和摄像机电源+ `9 y6 v' {& q" G
● 电脑和服务器辅助电源
* `. f, H) U9 S9 e● 机顶盒电源3 Q d: H; ?! Y
● 掌上电脑电源
; C% C1 X2 U$ C( m2 }) v- Z. R4 V
# D2 ~3 p, a. S6 C5 o+ B6 V0 X引脚分布. |5 U' s( F6 Z- L, g% d
1 q5 r" }! r5 S
6 q9 l. w5 f/ e3 o7 `0 s
引脚描述, P& _* |( x5 \1 \! j
9 h. r& C( e% m1 d/ n V8 J3 b3 e# ?
典型应用
3 O" K! q+ S' k7 G4 ?; r4 P+ J- P# C" f$ w8 i; d
CR3017L芯片特性：
. Q! x1 e ?; M% {' Z$ R" N- f: J8 M4 O. Z; g
● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
* ?* Y* f* \* i% H● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
9 D1 h# a+ ~0 ] U( T● 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。1 h. u P+ U: C* j/ `: v- s$ a, {
! ^' }8 V. N6 |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。2 A' U# V* M" C" G0 B
; K9 R8 N& P! G3 W: G: _5 S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。
5 J; M& I {% a: z4 G* K
N7 f( B2 N7 F) p& j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。. x( e/ r+ _2 D
! |/ W, ?: b6 X$ f! |0 ]" E
02、样机特性
$ m) ?/ e% Q" Y2 W7 }% T I5 | o* [0 r# c. E
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。* e( ]0 \# z: Z- V
' h+ L" {) c4 ^4 N$ S3 y' L$ n2.1、输入特性：
- l4 ~+ C3 I# V3 Q$ X
% b o4 T( t: X4 ?" N
! a: S. d1 R% M" a$ Q# e( J" C2.2、输出特性(线端)：
- o3 j3 u$ h1 {# [
: |7 S7 {9 b. c/ z9 ]2.3、整机参数：5 ^0 j/ L: [5 ]! K+ [
6 }( F" s, f3 h! h. F; z2 @9 [$ j! B, Y* X$ _6 C, j5 R
2.4、保护功能测试：
$ l" ]! H6 V' ~' B9 c( D
4 _) h2 V! f- J6 F) ]- V. v2.5、工作环境：- y1 t! i. h( u+ N+ `
4 ^7 {1 s* D) Z' }! q2.6、测试仪器：
9 ], U$ w# s5 F. F) I, x/ j9 w9 Y. {1 g1 x0 ?. [
03、样机结构信息
% {/ C, `' u) z. \4 ?7 o% G# x: E3 X4 r6 G# i
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。1 q. {4 j3 p& q$ C
1 c: I" G' ] x: e& _/ N# V3.1、电路原理图及BOM：8 J' ]5 k1 P- [
1 G# u: A6 X5 n9 ^6 |+ _$ R3.1.1、原理图：3 E. o# C$ m; m4 k& l. k$ I
$ V1 V$ e ]( x: d2 X. ~3.1.2、元器件清单：
) k& {4 c {% ~1 G- Y( C8 S( M3 `: `$ V8 m
; M8 f) G8 n( [' C2 ~, H3.1.3、PCB 布局&布线：: f) ]/ C7 R3 x0 t
' x! L) N: P, F! z x8 H O
PCB 顶层布局
) c7 _+ ]7 p& ]7 \3 r
PCB 底层布局&布线 G0 ^2 N& O- C! }! n" U/ t% I3 t
3.2、变压器绕制工艺：, |! z4 L, `1 P7 A
8 i' `- \! [- S9 U4 S: r1 {- e L* g
3.2.1 电路示意图：
& c' R$ ^( z8 U: h* r1 d: y2 u8 V; L+ I
3.2.2、规格参数：. E, j& S; u) z6 T
7 Z9 @) r l3 j8 E: \1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；# Y) D9 S2 e6 z5 z, e( ~
2）材质：TDK PC40 或同等材质；5 T! w/ ]: w! ^1 ]7 U0 k. l+ q
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；$ p( Z2 v( J0 ?8 @
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地% i/ B# W! l8 I2 L/ X
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
8 z" V, H2 k6 ^4 v/ `1 }8 L/ X6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
& y1 |' [$ b+ G) B) G7 A* r7）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）)；% \/ l% _ l. b* ]: T# F) v
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
L1 o8 J! v* Z5 ~2 D+ ?4 G& K9）成品要求:浸凡立水；' j# q/ U# H0 \2 W' e
I, p' F: s; ^3.2.3 变压器参数：
: {( `! C% }) R- R# a
2 G9 N/ R% Y% R& f3 S0 X, q! G) v8 R& b0 N0 Q
3.2.4、变压器结构图：
, a5 x$ V: u) t+ B& n, \$ I+ V# G3 Q' m2 @
04、性能测评! N+ f R; E: U
7 U! x7 E7 w2 X) e5 k
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。
& b2 n2 M/ L U2 X5 B4 f5 X$ n' U
, Q: C! E7 C7 L( z" F0 Q4.1、输入特性：
' V6 ~% f I, v& n% Z$ Z& h- R- H/ [/ M" y5 y
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。, F5 |+ H' R' ]& F5 I. q$ e2 m
; t3 z$ Y5 M% O4 Y' L: r
表1待机功耗
9 ^2 h) J9 \5 a9 W( }. g. b! J, Z( v6 V: v) c( R6 y. I
表2 输出100%负载下的输入特性
, E; I7 r+ q' _0 s9 ]7 M7 b9 T& \
7 w \+ Q: ?% O' n
+ _# |/ A; ~1 l9 e/ Y表3效率测试（PCB 端）3 V- B- d! h3 S$ W( T( R# Q
! Z! y c8 c. p- w8 L
表4效率测试（20AWG 1.6m线端）5 m# O4 k. ~8 u5 v
^- M' t4 M, |: O7 X, E表5能效等级评估（线端）
8 E( ?$ R* y3 W) |2 I9 I$ g3 n) K8 x. C8 p( f
4.2、输出特性：
7 m3 g' M% `+ K2 s8 v+ I/ @9 K$ E! }) @1 Q" ^: o. H
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
6 B+ c, j% U2 ^$ c; i) V
+ |! j/ G" I$ g/ |4.2.2、输出电压纹波：
; ^$ l! U; M3 d" \5 g
8 K* y! u* M' 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。" \ n2 ], J# L) O( \0 E: f
+ F, s- w0 H, W# H- }1 u4 c+ ~. O
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
0 R( z0 O* P7 ~+ n
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load + s9 x( s Q) V5 f6 |
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 9 ]( ~6 W( f* ]( t
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 1 n/ ?9 `' s/ Q/ C) c
4.3、保护功能：
2 A+ h l4 w! b: m
6 m+ l5 c9 H, [! u4 F! M- k以下涉及过流保护、短路保护的测试。$ o- y8 k$ D' W% Z& I
: o- v) U) ]4 E1 }$ z/ {
4.3.1、过流保护：6 Z/ O. z4 ]4 F3 ?7 ^( E
) K' C6 [4 B* O# P4.3.2、短路保护：! o( h3 t3 G( D J: q
& W x7 {3 }& y$ x& C
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。7 @, x( h0 H+ D* e: q
5 V5 o. J* ^/ {* q' v0 N E4.4、系统温升测试
+ |/ h# D- M7 B8 R( z4 ~1 D) Y. Y! J+ d4 I) {1 W
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。1 @6 p/ @' U* p4 o! Y: W
# ?- U! U' F% E
测试样机及配套外壳 0 K! g! L) } B. b, A5 c1 v
9 z- R* _3 i! z9 \6 a4.5、动态测试：4 T" ~: b" r* l. m8 Z0 L
$ z6 [+ ^% w, v+ r! j$ @, t* J
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。8 ~7 K6 c# u4 A
$ ] F6 y/ i6 N" k
AC100V 5ms : t1 w2 j1 i6 R0 f0 J
AC100V 10ms
/ p( o& r9 K% i8 o% S5 q
AC240V 5ms - l2 F3 u |1 h t9 [
AC240V 10ms
4 C; y2 }$ c) c/ m4.6、系统延时时间测试：
3 h7 s/ x- H# n- F1 ?1 @6 r
, l: w2 Z' f6 q# x6 D/ c
" m* w% `$ h e# `$ K( ^# L
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 6 p5 h* e/ z8 c
TON_DELAY @ AC240V，100% Load / V: Y: f& u5 F# O6 N3 R
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
: [5 x! J$ W$ x# \( H- y$ y
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
0 D5 Q) w! Q/ D" k1 F5 q, i& }! B4.7、其它重要波形测试：
, f. H$ p4 U/ K2 N
! C6 _. X- ~; ?DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：
) o# `0 s8 g7 v, z& i( ?
" H0 ~; P9 v, Y
AC90/60Hz，100% load ! `" j; v" ?# X* _ M; @* {1 r8 P
AC115/60Hz，100% load + r% u w9 a1 y
AC230/50Hz，100% Load " ?. }# t/ k9 s: ~5 p
AC264/50Hz，100% load
8 M, Z$ o! }6 d; e1 U* h其他波形测试
2 d; B8 N s) Q0 R# Z/ w
- S; Q( r( \; N/ z) \: Q6 l
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
/ T l# e" x4 s, }! I7 `& K6 C) c
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力
( t2 }! |. J. w- V z; | i05、EMI评估测试- \. t3 O5 P x/ Z z
2 u* E/ p' W Y2 S8 d5 E测试条件：
# @. ? H) c+ j输入：AC115V/230V/50Hz；# n( A0 ~& T0 h# A
输出负载：使用大功率电阻；; a# @/ B/ N) }1 o
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）4 `1 v( l, c7 k2 y: F$ n& [# O* G$ q
AC115V/50Hz传导L相
& m$ r e0 S4 L0 q8 l
AC115V/50Hz传导N相
' q' l! L/ C7 w3 \: M& S- Z
AC230V/50Hz传导L相 1 j3 X$ [5 W& W [( }% [
AC230V/50Hz传导N相 : K: [6 g# u; L/ j
AC115V/50Hz辐射测试 , i% l& n) c& }& r) {3 w, l
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
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