本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 - K; j/ e/ P! R7 L
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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。
5 V H0 a9 V) [9 h, {" {6 I& B, X3 W/ L; V6 B7 T; I+ }9 j
01、样机介绍
7 c! N& B) F2 `2 R0 z) `, _& o6 O
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。
' I+ g U; s+ r& M% G& @* k( j J
3 g" n% i M# B4 F
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图 ' l# F8 l' U3 i& b) X
CR5269SSJ ' I; _4 _* ~: {5 l5 S# U
8 _* [: ~* Y5 D8 q, ]+ f
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。1 x5 Q$ x7 m% I/ H0 c/ J
- ?/ J" N/ k3 l% z# l- K" X/ h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。: z, N4 a: s+ N
2 Y& k5 m2 E2 n4 z8 [8 \
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。8 s5 n$ O( R6 W
# ?7 Z, C; o6 [5 |: K* b
芯片特性
, M4 [4 x3 `' I- n! l3 I8 \( H! D4 c7 j; Q
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；* I5 l" ^4 V! \) ?' n6 G* c1 `* a
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
) c: g$ u0 d8 |" Y" ~! ?. Y/ p● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；0 u) l y( M; Q# U/ U/ u
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
0 K% m0 b" h N$ ]5 U# Y; X4 Y● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”/ a( z' U- O6 o1 { l' C, L) y& f
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；5 R* y6 p8 {4 f* n4 A" Y! ~
● 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。' G$ z# T( E2 H, |
( A( [4 L6 R( i* `
基本应用
$ g6 \5 |8 x* Y7 p0 S* m$ E3 w1 P( H9 R+ ~: K8 H" e) Y/ X
● 电源适配器 _! s1 s" x" U: a7 b) r
● 开放式电源8 o1 a% @2 L z& C+ `1 o
● 数码相机和摄像机电源
1 K4 Y2 J% C4 W# a1 D● 电脑和服务器辅助电源
+ Q6 I+ a, m& d; ?* q& E& }, _● 机顶盒电源9 ^4 U2 x7 }3 C& M
● 掌上电脑电源
. c) [8 ]: Z4 f0 ?! f) H. c/ y8 r
引脚分布6 b6 Z. ~; I5 U
" G( W( W: T2 _6 r, h5 o3 c3 I b8 e# Y9 Y5 m
引脚描述# c/ s8 K: A7 F6 B; X, H4 o
0 z6 ^2 P, V: j* K# t5 r7 _ W
2 i( X& b/ f- W; ?8 O$ O典型应用* d, i; M; |" b8 ]
9 b2 r) H ^3 ]: J4 x/ I. V' C! e! l' L
CR3017L芯片特性：
4 a0 c* d$ s5 g5 A
8 [) L* D0 \. J7 o● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流: q. U& }& \- ~- f% z
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。8 N7 G4 O' S; y5 C6 ^% \
● 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 S- V8 g2 J$ K& C" v0 X4 r
3 i4 ?( f& `. S1 F" _/ s0 V
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。
) R, y8 T4 q4 l4 v- g' {: Q. }7 p3 q, |+ V3 Y
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。! B2 v( P- `% z
6 Z3 V* l( H' y3 P9 c6 F: t1 ~
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。
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02、样机特性
$ ?- E5 e7 v5 e6 T% @# ]; n9 e
) ?' S5 D- ~5 V5 u0 {- E: U: ^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。
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2.1、输入特性：3 k& H3 G* p0 b
/ X* |/ ^( Z% g( J9 ^* P: s* `- J) m: }6 Y% p
2.2、输出特性(线端)：
' @, I% r. Y( X. ?$ K
J5 v0 m) d3 ?: n2.3、整机参数：
$ V2 m! o6 V0 _0 Q. g: w/ n& x
! N! t4 {7 S8 ^) K, |' _/ h
+ {8 E/ }; ]+ ^4 J2.4、保护功能测试：, T9 y/ r. v& ~0 |6 Z9 X8 Q/ l. L
# x" J* S* w2 K* O' T- e6 J
2.5、工作环境：2 F) V- g$ t' s2 V) a3 P6 q
1 m4 _- Y# H2 b, ^8 g# ?. U
2.6、测试仪器：
7 C- Z: L' ]7 z4 I" Q
) x7 u1 i- K4 _, M7 I03、样机结构信息. [6 ]% q. c2 ?; ?) c5 g0 j
0 E4 K8 S; b8 a, h9 N/ \
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。
) i; ~2 v) N6 M# R$ Q
( a" i0 V: T" |8 _/ q; c' [- r3.1、电路原理图及BOM：
V# }# a4 G( r3 w2 y9 W- [" Y* ]( j! K$ C. J j7 j/ v# D
3.1.1、原理图：
9 }- ?1 Z: J) S! D1 a& [/ o& u; I$ n' g+ {
3.1.2、元器件清单：
: Q( {" b" w0 P) b0 J+ I5 D& o. U8 f. x: e1 |: [
% ?: S+ W; z5 i( }! d* {# k. f: B
3.1.3、PCB 布局&布线：
% J& z' O* ]/ x9 I' ?; T9 r7 L& W) C5 ?
PCB 顶层布局 2 {9 x, M9 D" I! d. b- t
PCB 底层布局&布线
; T* q; _- d" h& \9 a3.2、变压器绕制工艺：: s e1 G1 e9 I) M7 I. Z
; G2 R5 u5 @7 T: F! a! N
3.2.1 电路示意图：
1 l/ T) y) R9 M
, Q7 ]3 s }& L! ?" v4 L3.2.2、规格参数：
) ]5 A2 L9 k) m B% t) g( l- g" e
9 t; }! k3 T* E5 k! ~1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
9 U8 M: d$ B; _9 d- U2）材质：TDK PC40 或同等材质；# b5 u5 }! p; I) g9 p1 u
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；6 N5 \4 n# `/ d
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
5 ~# L& H% N6 S2 C6 o& e5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；- g4 r( L9 N+ a) [( y# X- a
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；$ M- ~1 _1 D' M# }* B
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）)；8 Y% H; m! z$ D' e5 e
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；$ T6 c7 f. y3 f* \+ Z4 A6 c
9）成品要求:浸凡立水；
% S m' m* N- U- F
! O5 H2 x) s' \+ U1 E% S9 `3.2.3 变压器参数：
7 b# j0 `, F0 q" v5 U- \8 b: P, P( W" ?: V: }! V: ^5 O% j. U
6 B; `8 ^' g! n z- W3.2.4、变压器结构图：8 V7 |. k" U6 c" Q
, m; _, ^6 v4 E; u* ?* l04、性能测评
6 n c6 t9 p* ?0 @4 \ I! a5 l
% c) B" N Y3 f P2 v, Q; B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 K. v- {2 |0 x V1 E
1 J( B% N3 Q/ b4.1、输入特性：" Y) r( s+ t9 t! [
7 r4 i6 q2 v% h( C6 l1 a9 L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。
- l& D! W3 T8 V' @6 @. ]6 n8 q, K" b: b! O7 D4 p
表1待机功耗
7 q6 J4 S# f2 W2 m) j, A" n( F7 h. G( l: r( Y; X: K2 E
表2 输出100%负载下的输入特性- O; _. p6 w) \2 _
2 s: f' [, p* M5 J( l& I( _
+ C+ j$ T" ^/ o+ ^# J: ]7 `表3效率测试（PCB 端）
, @9 R' M' V [* y3 i3 T2 R
( g# s. |1 ?! X* _表4效率测试（20AWG 1.6m线端）5 R! @0 M3 y* F% j+ R- o m
# ]1 e( ^% k/ e! E7 W9 L
表5能效等级评估（线端）: j# k$ m9 J! H3 l. a
3 E2 y. x/ G# j9 ?3 E4 v1 q4 A
4.2、输出特性：4 X9 m# i% o5 G% L, f' u- t
( B) Q z* v* Q2 p. }- J5 k4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
|/ e1 B2 ]- `7 z' o0 S; M K' p- H# `+ H8 L
4.2.2、输出电压纹波：
. y: h- L( p2 k; C
4 }3 x: O& y3 n- ~3 @. M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。# t1 }, Q- @* F3 T9 D, f. v8 \
' y" b; f- [. i
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
$ m# q- m6 a) F) e
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
/ o+ p y9 S. F" Z: a8 c, M
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
/ m* z% N: M; g$ N
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
" _& Z4 t1 e9 a v! [% ?" Q4.3、保护功能：5 r: \/ {2 v, k2 U& v) K
% P$ N. ^& [2 g6 d# E4 q# X K5 p. b
以下涉及过流保护、短路保护的测试。; C" u' t! a' S" q3 o [
: V5 s3 G/ _2 g4.3.1、过流保护：# M4 o8 A' M8 a* J# r0 Q$ O* G a
V+ A _* u4 X! @4.3.2、短路保护：# b6 D* n( k( J# J9 c3 T9 ~
& j. N( C) ], a- U2 S V. l
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。+ P7 e! u) s+ Q8 z* Q
: ?) s3 f, D2 Q. C) r6 ^* p6 X+ [( X4.4、系统温升测试
3 t. N& u. H) a E* V" C$ R+ W W2 N7 H( h9 e$ I4 q; O5 x5 i
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。/ x6 M& z2 @3 y# k5 r
2 g4 p2 t0 E$ x- o4 Z; v
测试样机及配套外壳 & \' r' i, q2 I0 V# m) P4 `. g7 l
s( ]( @: F* L- M# H4 P+ v
4.5、动态测试：" I2 e. T4 `" i W4 z7 y
; E; d0 m& }" v, ]! T) R4 v
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。
' C5 T7 b, m6 { w; \! ?5 ] f
5 K2 f6 ]" k' q) S( p+ i
AC100V 5ms
: o/ h; J/ ^9 F; {: H
AC100V 10ms 8 b: S& v' U& |% g2 P, d8 y
AC240V 5ms ; T2 I" B) j( e% J
AC240V 10ms # @; S+ K5 n I8 e9 r# m) |9 L
4.6、系统延时时间测试：6 ~* s# c" n! k# d$ i4 [
) }6 |6 r. [ o! D/ B
( q; s/ G( O( R* \* _( t, [
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
# h/ C) q7 E8 r* C: v; b
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
: [# _. }1 c1 u8 ~1 V. W* l9 `
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
# A4 u m9 K9 S# G: G6 g* A
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 7 a2 C, Z: w5 z: }9 Y. Z
4.7、其它重要波形测试：0 H% p& |% u" C, e' p4 @
# V: t: Y+ R' F! c _7 a
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：9 V( L l' l/ C N% ~& L+ Y0 n
9 @8 ?* b/ f% L t- l* d7 }: E( j
AC90/60Hz，100% load
2 H% z- }/ \4 {) V% X9 z
AC115/60Hz，100% load
' V+ s+ ~9 L. a( P
AC230/50Hz，100% Load
+ W& T9 I4 M% }: c8 E
AC264/50Hz，100% load " \ v! W) t5 Y
其他波形测试( p: ]2 C v$ m1 r( Y8 z( P2 a
" ?2 b9 }3 ]5 Q0 @3 S: g' ^2 L# U
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力 " o, B7 ^& f2 C0 l. f
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 ' ^0 b; F# L9 \2 n* E! f8 J
05、EMI评估测试6 h/ U, ^: T( L8 \6 [" y3 Z: q- R
& ~" k8 q' p" s! ~+ Y) f* P$ }0 N测试条件：
; k0 }5 [" D: R v! F1 s1 B7 Y" u; S输入：AC115V/230V/50Hz；2 p, v3 A1 Y3 o* U$ w8 N! {" r
输出负载：使用大功率电阻；4 j- ^% ~1 g" ~( v0 Q
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
5 m+ G: O/ ^; q" n
AC115V/50Hz传导L相
; y/ N: O3 k, O/ g/ `
AC115V/50Hz传导N相
( k: I- \$ |* {4 J. p% }
AC230V/50Hz传导L相 . F7 q9 O* O2 I/ Y, F; r
AC230V/50Hz传导N相
8 r z# A# K8 g7 s8 o
AC115V/50Hz辐射测试 " H; u8 C$ g; e
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
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