本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
7 q1 Y; i0 ^) z/ {" @4 Z, v7 R, o
/ L$ |. u& Y: N. T$ W. s( l; f1 v在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！
) _6 u/ @% a6 e+ u8 V/ ^1 W/ }, X1 j4 {. Z4 ^3 w x' c
01、样机介绍
0 b7 g v, C7 q4 Y# A, l- }6 d+ w7 E
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CR5259。* x/ v$ J3 ~5 ~$ m
: B7 M6 X+ R0 B/ ]5 ^( k& i* [
CR5259_12V2A 工程样机示意图
9 x9 o# S8 j3 MCR5259. K3 r" I% f! ^ d5 n9 `
; R% v. H; D$ y( {6 I VCR5259是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。& P, u1 w9 q7 `$ _
6 ^* q8 V/ c7 k; m% P6 E! G
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。CR5259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），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。) R1 H8 l8 Q7 ^4 x
8 A( h( a. e0 V8 E: w芯片特性
; k2 o# Y& H) B+ M* k2 p! }$ {7 }$ J! V$ y" Y
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；" ~# M5 a% Y( h4 w0 M
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；! M* K" M' A5 w2 O1 O- e3 h
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；/ F# q: ]2 v* V( t+ D% r8 `; i9 @8 f
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；2 T- m: c- z* K# W3 C+ Q
● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”! u0 t n/ u; R6 o" w
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；' }' n* |2 J/ f
● 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。
+ E. U0 g$ G5 S3 X; T% m8 F
: o2 r. o$ I* D! X5 m- N: _& \基本应用& _4 i7 g4 W0 F5 I- A6 K. ~
# O. D, O+ l8 T7 @● 电源适配器* n8 n( Y7 J- f) H& ?
● 开放式电源 y' |* H4 ` } B+ x* E4 ]
● 数码相机和摄像机电源( ~3 `+ m) O$ x+ v/ j
● 电脑和服务器辅助电源5 E7 G1 q) `( @4 l
● 机顶盒电源. U3 I1 k5 N' F
● 掌上电脑电源: q# {1 {2 G8 x: m) p
' v# c& t S5 ^8 J引脚分布: [- n% G, p& V. P. N
( ^; G- t7 A8 E5 u8 l
2 B: c* [$ n6 H) o% J
典型功率
8 X, o9 [; e" u; Z X5 Q; m$ b' k, ]" ?: T; k2 |% Q P) i6 \* x* Z
: U5 q0 n- J8 n3 X" a9 w
1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。
1 H- q, {' [, c0 l6 v9 T1 z
' c# z5 ?0 H3 H/ A- w( z! W引脚描述
! e2 V3 y" X" z" ^, g" }3 K {& R1 v! K4 K1 E z
W" k) E E! ~8 a
+ ^( ^& G0 S/ `" ~
典型应用
3 x% x9 B$ d' d$ A( W' `+ d# Q* k; g3 h4 u
) s! e/ B6 S. F
该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。! h# a- g+ u) y u( a$ n& K4 y
9 `, Z% s- T/ R样机的变压器，采用了EE22加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
( o, Z- X8 [$ o7 o8 H/ J1 i0 o+ p/ f3 m- N7 ]" M: W. c# y
02、样机特性
5 }! e) J' X; Z- ]. l; |# z2 Z- a4 k- c" a
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。
) x: j* @8 }1 Q% [9 y4 {0 T3 z+ n0 g, Y0 I1 ~
2.1、输入特性：3 k, Y+ ]8 S5 J$ |5 Y
. d6 I& T& R% l3 H9 c
2.2、输出特性：
' v* m2 X, m `4 }% k# p
8 C' [$ k: S, u2.3、整机参数：& w4 }$ }* o. \! V
, G1 w6 |) \8 [* V) W% B4 l; K. |
2.4、保护功能测试：
) f/ s9 i- b' G0 q) ^% z/ V8 o5 p& \, }
2.5、工作环境：7 U) @3 a- ]' u. O6 L
r, e$ m4 t& V2.6、测试仪器# ~* E# f F& k6 @( L
. p' c! R/ n* W03、样机结构信息 S& s$ L$ t8 |# H
R& ~( s( a) \/ T9 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。5 W6 d! r4 t0 p0 v8 c2 B; h
+ W r6 s5 i' {, @6 A: N K, L3.1、电路原理图及PCB 版图：9 p2 s% u' i" R; _
! K. U2 X2 t; P, ~: { \" s! h（1）原理图：
% U/ _ R$ D. C, @' n1 @. s% ]$ U8 T s2 r6 `. |1 h: k
, Z8 j! a, o9 j（2）PCB 版图：% q, p) X: L5 B; c: \
+ L; [9 v: ]% D, U5 u
* h" M- v! T( O5 k& q: @3 [3 n$ [
3 d1 ]- x! f, n( Z4 h: v& D5 k% J* Q
3.2、变压器绕制工艺：; x0 ~! Q0 r+ } l& Y- ?
6 W. V/ j7 y& i2 S3 ]9 ~" h" f（1）变压器电性及结构示意图：
& Q8 T: |0 V; \# C# Q, X) t6 O$ E X9 @7 k6 ^
（2）规格参数：/ Y4 |' Y: {; x
" s' D" {2 l V t/ l# Y1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
0 q8 h* k! _- r/ ]2 r# m+ D" q, `2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 b8 \. n/ {$ o9 |: T% ^4 [$ q
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
8 g9 ^2 m0 g6 l: l4）次级: 三层绝缘线8 ]' W, d- F' C" [
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' W; P$ f# u( ]9 R2 w( B- h9 G8 n6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
7 \3 c6 n( N: g5 h7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)! q) a. t5 L9 ]3 T# Y0 X, l- A
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
5 K# v3 O8 O# w, O" t9）成品要求:浸凡立水) I0 ] S ?0 p1 l4 m4 Z2 N$ `' p3 L
3 J+ |* J2 O; V. ~* }(3)、变压器参数：" i+ f0 Q1 j& r/ c2 T( s! b# C
/ u$ l9 x1 y$ d4 v
3.3、元器件清单：
3 Q# m f0 k$ G, K" W) d2 |0 x
7 ?. j" ?: E0 C, A% j4 _3 `3 E% x) _" A$ [3 |4 r4 P
04、性能测评; k4 ]3 ~8 u' ^0 B" M/ w }& T
6 N! p" d' M. I5 @: ?
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。
! I. | C+ \4 X, S
) Z. _4 T" E( ?. g/ ?& C4.1、输入特性：
) W0 F$ f* T; @7 E* ]. I+ i9 D; x, k7 P
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。8 _- E# F: k5 I2 F8 Q
* L3 m2 |( y& O" {! k9 Z- u: R- F: h表1 、无负载待机功耗(无假负载):* F. f+ _$ G: Y7 }: S: ]
: h! G2 K' H$ L) t5 C s: }4 ]
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
+ z) j) [+ `$ j' j8 y
1 h K, e% H, h" d3 }& z表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:5 |: u0 m8 g0 H. k4 z% v. o
V+ A# L, A/ V8 _8 f+ Z2 ~- T
表4、输出板端测试的效率特性:4 I) ?+ ^- m) E! {" {
( R' d) B" k) A9 C3 p: r4 G( V
4.2、输出特性：, {: ]4 N3 \. s2 Q5 q. m O6 \
% V ^! X9 i! m+ x
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；) l+ n6 {+ {% K `* U# o
. M- g! N/ n# Z* w* _6 O- o
4.1.2、线性调整率和负载调整率：$ N& ?+ Q+ F7 y* D) @
' [/ s0 o, f% {! r1 m! Z; a表4 线性调整率和负载调整率:
W; d! b) t0 @' O
# i: S5 B% k) A# [( x4.2.2、输出电压纹波：
/ t# {1 g% r2 V6 S/ l# q3 U( z
' U% R% n1 z0 q4 L5 ]" @& {" c( R注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 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。# ]# }) G7 O; ]7 `! {
' X }4 o/ {5 O* W+ H" ]7 f6 ?3 ~
表5 电压纹波测试) I" e) F. Y% x3 e( ^: s# s; _
& N: T% |/ i$ Y& E" \3 i
纹波噪声波形图：
- J/ i0 b( U$ i# e# N4 Y9 _, C. j9 r
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load 6 G1 C. C# V6 {# w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 8 N5 c* a I x# S0 ]5 E1 |
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
+ a8 v4 F: h" g3 J; OFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 8 L W/ o+ P+ X
4.3、保护功能： Q8 X4 f+ H( h4 c- R& y
; \/ w' V- l" F5 d& x- m$ a4 r: W
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 N) x, B4 _% p% J0 i5 O
+ G6 ~1 N( j6 ]) B6 m4.3.1、过流保护：
; I- ~4 x$ @6 N6 v8 a: @% z- r( ~8 m( G- o9 H
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A' `) E, Q, D6 p8 w
% J2 o# q- [/ }+ N/ }
4.4 动态测试：3 ^7 S. e: b% k0 S& S) p4 u
+ R) R) ?9 R* H
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1A/uS。+ q' Y( I7 x$ e+ O; s* [: U
: G, I& \6 Z8 y+ R; S& M8 p' v
8 C; L) K8 Z! b/ r5 y% kAC90V @ 5ms
7 c6 K9 M2 \, m3 L" {$ s8 x# _7 bAC90V @ 10ms 5 [7 a9 w- E- z" u" m5 W
AC264V @ 5ms
8 g7 V) R0 y" C8 V, ]# |AC264V @ 10ms
, f4 k" [0 `# Y9 X4.5、系统延时时间测试：, e' U4 T* l, y' I
2 {6 ^$ @; k* w9 n& C; o v7 }+ \注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
9 R; Z6 p. o; P3 W1 V% c% M: C- j
?: j5 }0 F3 I" e& @0 |& ~. o9 _1 j6 B7 K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load - S/ \: R4 C! u. F6 m# H& a' [) F
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
% x) g, m. u- e7 _3 i0 m+ I4 DTON_DELAY @ AC100V，100% Load
: b5 A8 W4 Y1 Z/ w; ^6 ^2 m+ VTON_DELAY @ AC240V，100% Load " K8 |6 _2 j( L6 y! C
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load ; s2 B) D1 Y7 s4 g
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
/ t+ M$ O) v7 q: ~/ X5 R9 c05、其它重要波形测试2 \; C% W/ a) Q) Y: j1 H
: Q' F: S# A# @! [
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 S2 c- r" A2 j' ]$ A
6 Q2 C' `, Q- R# v) k! I3 PAC90/60Hz，100% Load % t3 q' q0 q H$ j
AC115/60Hz，100% load
: l7 ~7 {% {3 t j d! rAC230/50Hz，100% load # ^! z; N0 V; k1 y" P4 \* c2 c, {
AC264/50Hz，100% load ; m4 q; L) p# g0 r, I2 w
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds , c, d/ T6 r K5 Q0 ]6 ?
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds : s( R+ X( b: ]/ ]
06、温度测试 b" u( q* \! S& X S
+ q0 H% S# B$ z: l" B1 y& G! Z
测试条件：40℃环境下满载测试。/ ~8 O1 N: v) W# y. e
3 d# f) I6 [; G5 \$ z; U2 N @4 Z; P
7 t( T& U7 M. g/ H
07、EMI 评估测试
* h& C3 B; c4 I0 D1 e* J3 O" A
o# q* L! ]3 r9 h测试条件：* M H- E# s$ z- Z2 W3 w4 q
" F6 o8 n- x4 t8 Z! E8 z) y
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地% a" D( N: A$ ~7 G v N) B
限值标准参考：EN55013、EN55022B
/ f3 l: P, I9 i7 \# t. w& h8 E4 G0 i7 i- d
传导L 线测试PK+AV
) x$ s; |( P0 I/ |传导N 线测试PK+AV
1 \& K' ?! {3 W) \辐射测试PK+AV ' k% g8 G6 X1 a# Q3 w1 E1 k8 z
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地' R$ _* z/ B$ k2 q4 {) l
限值标准参考：EN55013、EN55022B2 j" e8 g F2 ?0 Q9 k
9 t8 k C4 H- I* b F
传导L 线测试PK+AV F7 s+ V3 l# a: i" O
传导N 线测试PK+AV ( F Z% Z) X5 Z# a, K" A& n
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
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