本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑
& P- n5 s, F7 ]
7 }! q* @# m* }( n; k电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。
: Y! g$ L4 _$ [. s+ \
$ Y; [$ t+ u/ ^电源适配器广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备、开云手机版登录入口、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域，并且在这些领域都有着不可忽视的作用。$ }2 ^ M3 U J" j7 q, y1 U P- ?
' K4 o6 Z: b1 R
今天要给大家介绍的是本公司24W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下为方案的具体内容：$ o* \" n* @% @
* [6 A2 v9 \5 j3 _' a
01、样机介绍
4 {) ~5 @, d7 Y& Q# E; P# e# L, 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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。/ k: q* O# W5 b: Z+ f- u
s4 X( Z9 n: L1 b6 x. |: U
# m! C8 w: C" |- j& ?) r2 _8 _; e
( _6 s0 z$ ~/ C" dCR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
# t8 B7 @5 o* E) x5 w. zCR6267SM芯片特性：( Y- I2 K5 R8 x1 i' d' _
- B6 w. j4 ?) {: TCR6267SM是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6267内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。6 L; F7 s! j3 `8 o# z2 K
& R; m& C) V8 V. S ECR6267SM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），CS引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，输出整流二极管短路保护电路，输出过压保护电路。而且内置所有PIN脚悬空保护功能，使得芯片具有更高的可靠性。
4 |/ z' l! I5 ]4 ~- {- u8 u9 N0 I! B! q* i" s
● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
5 B" ?* d: Y4 K D7 r) ?' |● 待机功耗低于75mW1 w5 e3 K6 c5 |6 Q( F
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431" M- z4 \' I4 _' u5 V6 s( W
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出* _! V5 I2 Q# B( [
● 可编程CC/CV模式控制! b7 ~. f& o% b# Y: k
● 高能效QR控制模式/ V0 Y- \5 r' _- }" l. Y
● 内置输出线电压补偿功能& r$ p' o$ F4 g* w0 G2 |* c
● 内置初级电感量偏差补偿功能/ e3 }; E& s0 V- P: Z+ G0 {
● 内置全电压功率自适应补偿功能4 C. A! n2 |8 Y" Y. [8 E( j
● 动态负载响应功能
6 {* J( ~/ S) |7 s' _● 内置过温度保护功能
" F! D8 B8 n, J& ]● 内置输出短路保护功能
! i6 w1 v3 s# p● 内置前沿消隐
5 M" g7 ^% z& F* Q) [2 |' Y7 V& s5 u4 n1 ^● 启动电流和工作电流低
1 [: J. s* |$ v! i B● VDD端过压保护和钳位保护
+ I+ k0 D' R }( i8 R● 逐周期过流保护+ e- h/ q8 m% [6 }
● 内置输出整流二极管短路保护8 a' u% h5 n% m, r' c
● 内置输出过压保护功能
; d! f! x- B( V! H● 内置所有PIN脚悬空保护功能
$ }: z0 x# h* N0 E% t% V● 4个引脚散热" C n4 }* _% v4 N: |
● SOP-8L绿色封装* s4 D& ?5 ~" p8 B4 F
( v( R6 \+ x" S8 \% J5 s
基本应用
2 |. J9 q, S9 y% n: w3 q+ T● 小功率电源适配器
0 P3 z! X8 A# _/ [* R● 蜂窝电话充电器 Q) M- T4 _ B5 b4 G5 U& B
● 数码电源充电器
6 g0 \- f& e" c% [% D● 电脑和服务器辅助电源
1 T% x$ `% f) X! u; ~● 替代线性调整器和RCC
0 B' L: l K" ~ F
, h; _$ g' Y+ {0 r; P典型应用
/ C1 Q. u$ `- a7 s8 z1 o9 ]/ [6 O% l& Z1 q& _
引脚分布$ J. R+ x i( E8 |
8 z' T5 K9 c, w0 G9 \引脚描述; l' e0 ~' P7 ?: Q9 s
, W' ?% ~: e A. T2 u$ s
CR85V25RSA芯片特性：6 u( ]& z; C: ]
- q. d3 d6 ?8 W% \0 S+ Z% j& i' I3 X
● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
( C( c$ y- c4 l/ C& e● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；* I8 \4 F4 p6 K& B0 k
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
9 f& q0 `& G: \- v2 @- b B7 k y! t# Z3 `1 ^* q
该样机是一款基于CR6267SM设计，全电压实现12V2A 24W功率输出。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC240V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>86.8%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。
8 s" L. a, `2 b. f. i1 Y
7 l6 \- L+ a' i4 V# |样机尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，样机的变压器，采用了EE22加宽加厚磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。: F8 M- g0 @2 p! V, Z3 |0 ?% o
! h8 x1 }# j. ~% m) l* t
CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET，具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2A电流以内的应用。
5 _2 j5 ]: i) v' T2 E
7 Z6 t( O6 a# E02、样机特性% k; ?: J5 e1 G' q4 f
2 v6 ]. L" P- X& C3 e ^* X! F
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。0 O# \8 K( z+ }% `7 y0 ?
/ {% C. `7 |( a; L; _
2.1、输入特性：/ m! N" A; g M4 K
+ G& y' |( k& V# O$ s: a. t7 \2 k
2.2、输出特性：2 f1 r0 ~0 g5 x! ~, P6 u
7 \7 `9 j( e: c0 i7 m
2.3、整机参数：
5 X. @% ]& W; j2 a, B6 W6 d7 X# d" n0 `8 b9 t8 r! p( o
2.4、保护功能测试：
. v, p7 I V" w |. |7 g9 P6 [, `& c+ P7 P) Z& N
2.5、工作环境：% j, L' N/ A( Z! Z" y
7 ?% q& E/ ?: M% f6 E. ]0 |- L2.6、测试仪器
/ q) _3 l/ }8 x8 Y5 e7 E9 M3 Z$ U- J( }' k& a( ]
/ L" d# w6 ^9 j* Q ]
03、样机结构信息
/ w; [; I4 ^+ d# Q4 b' O8 S
6 N T0 \2 m2 J! P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。9 v+ T* R# l, \+ b/ E
6 c) o5 N6 R4 [# b/ H
3.1、电路原理图及PCB版图：
1 \: M0 l' e. P# q& b% W: X: M- Z$ d) X' X. `# L$ k7 p% S. ^
原理图：
/ o" e X% F) L
! x* z2 R0 f, OPCB版图：
$ B' Y+ ^" V/ G8 z: _" C# |1 V- m9 _+ k
顶层布局图
7 t- a6 d8 S. q, a. J1 F5 k底层布局和线图 2 Y4 ?& Y4 y5 B. F( F( ?
3.2、变压器绕制工艺：+ ] L( I% i3 L; X" ^6 f% E
: V1 J& j! {, m1 U. x. `0 K
（1）变压器电性及结构示意图：2 s; M+ Q, v6 e0 a L( c
) U; {8 u2 N; ?7 {（2）规格参数：
$ [5 u0 ?, v) v! C$ \6 j
4 v. y; s5 i" w! l( s4 V1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；0 `& r, J6 e$ N8 F6 @0 Y( n9 y i
2）材质：TDK PC40 或同等材质；5 }: K) ^! L. v
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线3 i' h& z2 D: I. v1 o! M; p
4）次级: 三层绝缘线
6 |6 d1 _: u3 K# S5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
8 `4 x# H" V9 m6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；+ a, ]9 |# z W! o3 J, B
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)+ h4 U! G8 x( I: S* w1 K: b6 x
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
6 Z& a! n/ b, L% p9）成品要求:浸凡立水/ N( O4 D0 a& m- k& l6 i
% T& u l; h/ J$ Z9 b
（3）变压器参数:, C" v9 Y& G4 r3 ^% \
( D6 u6 _7 |8 S, }" ?3.3、元器件清单：
% @9 ^0 [3 ?: N
2 [# J6 D( D; h1 K4 r2 F* T" l6 n$ ^. N: z
04、性能测评8 k! R/ |: k5 `; v8 x: a
+ H$ m0 t" Q7 k+ k. R/ i. G& }
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。
6 g4 t/ G% r v- A6 x1 y; Z6 a; K
' k/ |0 d& V9 t# B, A) N4.1 输入特性：
+ o; P# D( O* s( h0 G" T1 l: z
! l! Q8 |4 J' s* ? 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。
% I8 U% B0 W& c$ F8 L: \2 `' R% |( t
0 O4 D1 ?$ N. M/ c表1、无负载待机功耗:
( A* B3 s" W; p) L
+ ^0 I6 H5 f3 j k( i) C/ t表2、输出100%载下的输入特性' Q+ D1 |4 ^( \
+ U8 D/ }* \- B* |表3、输出PCB端测试的效率特性:3 B: [7 |& O, {
& M& S8 `" u6 ~: n" ~6 A4.2、输出特性：2 |, a) `7 l* T% t5 x# _4 ^$ K f
! C/ @" ], s+ T$ V" T/ t& \) _
注：以下数据均为PCB端测试；
& ]6 C9 I% l& |& R Z
9 n+ [6 v7 W% }- V0 k" z1 n4.2.1、线性调整率和负载调整率：
% V3 S: H' q7 O5 r# T. q$ S$ c# V& p2 `* m- _( Z2 Q% d3 Z
4.2.2、输出电压纹波：
- x/ ?( y% X) G) s- j$ v" F3 g( |% V: s
注：纹波及噪音在10cm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。
+ r( q* E0 F) K6 h1 {5 A* d9 r+ H+ B' b8 T% F3 e
r, ~; I+ R' e- v- Q, R纹波噪声波形图：$ G2 r( r/ p7 s5 `- N5 m. ~ ^
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load * R+ [0 m* X1 E) \
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load , k& Z( c; k$ k3 E J% ~6 b2 x
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
k# B3 r2 P2 a6 @& aFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load % }* M- I) l5 W! I* \5 M# X) p
4.3 保护功能：
5 m& X. ]+ z, O. s9 G+ E$ V
2 O8 h. ~( B; t1 a以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 f9 V7 q* E0 b- N1 ^
( M* J: b9 c- Z1 Q* A! A% g
4.3.1 过流保护：' D1 b# w6 N8 a1 {
) x( j( R" j, _) S. g
$ u: y* o& v4 D3 O- A
! Z: A# L. Z/ M, J4.3.2 短路保护：' Z) Z1 {( A! b* [! O
: z. L2 x7 d% O' d1 h& [8 ^" N功率计限流电流为 2.5A
9 P1 W. o' X) l( ?. ]0 p/ b5 B4 p
7 z+ J' P. s$ {9 [8 J$ ^7 m1 E, M8 O. g- q" H$ c7 o
% e$ U. K2 c4 r0 V' ^# d8 U4.4 动态测试：& V: K/ e( T6 ?; N4 Z
2 c) j. A0 A! m( h# }4 Z5 W
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5A/uS。
. D0 K) ]# B5 \+ R( J+ h" @" ]. ^- f- b3 ?
' R$ \% W: _" s; X& Q- w: Q
AC90V @ 5ms
- s6 j$ B7 L$ }8 {( F! I. YAC90V @ 10ms
* q/ |, d+ e1 ` q _/ V; {+ UAC264V @ 5ms 1 a( l% W2 J1 M7 l1 p$ J9 r8 m q. ]
AC264V @ 10ms
; m2 Z( ]. Y4 D) w4.5、系统延时时间测试：! N6 _0 S0 k P& Y- [0 z
: s* q4 L) y/ U+ q- r: [ h
注：AC端、VO输出端波形图。* z9 m$ i1 e+ v* j" z. ]" x+ Q
. v+ F6 T4 X4 P, Y0 f
* e* P% u/ z3 r: S6 W6 ?
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
% S" T1 Z2 Q9 k# |TON_DELAY @ AC240V，100% Load
/ ^. M$ G7 d7 j8 a1 ZVOVER_SHORT @ AC100V，No Load
" D1 G& g9 x, F" S6 R* \& g" [$ iVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
# O* Z/ Y* |6 k' r: T# t& _05、其它重要波形测试! O" d L! ^. M) z
; C* I3 c4 m3 IDRAIN端、CS端波形图：
2 }; @1 b6 g. y2 O( w4 K7 ]2 ?; Z& M1 [3 A, ^( b1 o5 `" Q9 `& K
AC90/60Hz，100% Load - T( |0 `$ r( }# W6 ?% c& t. P
AC115/60Hz，100% load % f8 C O7 e. m% s6 {' ^: L8 W
AC230/50Hz，100% load
2 W- h2 X7 | c# W; g+ s; LAC264/50Hz，100% load
7 Y- i& K7 `, b3 R1 s$ MAC264/50Hz，100% load 6267电压应力
3 P1 G9 ]$ r6 S' U+ hAC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力 2 l K2 u' \2 I) y- `" j7 o
06、温度测试0 z2 o6 r8 Y+ Q6 u8 G2 i7 k7 D) [
7 G8 ]5 P4 @) }
测试条件：40℃环境下输出2A测试。
' B* a2 P1 Y4 h2 g/ t1 C% p; s' [/ F, j/ S: s1 e
07、EMI评估测试
6 i& M( B; w0 V s. y) E6 q" d6 q
测试条件：
# L/ t0 m0 H* T( ]7 Y输出电流：2A 负载类型：电阻。
6 [( f9 v9 n& n0 y& a限值标准参考：EN55013、EN55022B。
& l& P0 @, J; t) O& x4 }& xAC230V 传导 L 线测试 PK+AV , d' ]' E* \8 ~% T; L
AC230V 传导 N 线测试 PK+AV
, E1 c1 }, o7 ~" q3 i p2 LAC120V 传导 L 线测试 PK+AV " U# V6 p" `0 K4 I/ {: ^1 m
AC120V 传导 N 线测试 PK+AV % k' b4 h/ Y, a$ B; ^2 v5 E5 I0 J8 O
AC230V 辐射测试 PK+AV * M+ q0 s# u! l4 @3 W3 e4 A ]6 F+ m; J# w
AC120V 辐射测试 PK+AV , |% N, b. _# G# z. h+ q
AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容
$ J a3 K5 E! _! F$ `AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容
" T# S. B( A+ \0 ` |
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-5-18 11:38:09
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