本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-5-18 11:58 编辑
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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。
0 b l9 F2 l! ?4 J* i/ Y
' {) G9 V' R- O6 n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。
& D9 Q7 g( F4 Z5 n3 @1 A
& g6 J4 l9 k$ F; u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：
8 X) p3 p9 A/ P
) Y! m |5 I4 {3 L4 p- x6 z0 L01、样机介绍$ T* q& l7 V8 W# H2 s) f/ |
G6 F% ~4 }9 k3 z! p- s5 u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。( c6 e6 q' H- h: t
5 \$ M% }3 U8 F7 {4 t3 D5 o. P; j
# J3 t9 F. g. `/ H8 y, G7 E3 F: M+ n$ \% {- ^
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
7 u/ n( [% D* T& ~5 GCR6267SM芯片特性：" [2 v- ^7 F" v. P6 a
* o- X, k4 w V; N7 c; n; Y
CR6267SM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。/ c7 X1 I1 p2 ~( S e, |
! C4 R$ ?; J7 N4 V3 @CR6267SM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。" A! f* g$ [! H" Z, e
* P9 i+ `9 a" s, I● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
( u$ Z/ ^# t( \! C6 `● 待机功耗低于75mW" Z0 h' I& g5 r4 j8 X0 S9 C
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
2 X5 \" O% H% J: R0 [& r● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
0 l* ~" X- n0 v) d● 可编程CC/CV模式控制
8 |( N: c j. {% U1 [● 高能效QR控制模式
( H3 q: S( I! C4 d% |9 V$ q7 A● 内置输出线电压补偿功能
2 {) p6 h; W0 y9 s0 t0 L4 `● 内置初级电感量偏差补偿功能# b" K. V# N& l( l
● 内置全电压功率自适应补偿功能7 L. x& K3 ~8 `) t# P
● 动态负载响应功能
$ D+ d. t2 N* F+ L$ e @7 Z+ y6 J● 内置过温度保护功能
4 n/ N9 `" y8 E' G2 w● 内置输出短路保护功能
e4 v0 z( ^# E2 W0 H● 内置前沿消隐2 d0 r1 t. x9 `' M
● 启动电流和工作电流低
- ?4 R3 g: ~! @$ K" [, G● VDD端过压保护和钳位保护
) W) |' b) S$ L' G● 逐周期过流保护
7 W/ j% \! x) c, O( S& i. o1 e# C S● 内置输出整流二极管短路保护) u& B% @$ V2 X$ n& Q
● 内置输出过压保护功能5 @! W9 m' k- m
● 内置所有PIN脚悬空保护功能3 ~+ z, D8 v/ _9 X
● 4个引脚散热
) |: _4 q% j7 a1 w● SOP-8L绿色封装- h# U! E1 o( {# [
% n3 u0 N: E; |4 H. c' q
基本应用& s9 ?% |; F8 M; _4 o! O- s+ |1 Z
● 小功率电源适配器( s* t1 {- z$ w0 a" E. t5 o! G
● 蜂窝电话充电器. G% F: j0 K0 J$ Y8 N7 p
● 数码电源充电器1 q3 g" w3 H) r
● 电脑和服务器辅助电源
& Y$ g# p$ a4 h9 I' N5 t# i● 替代线性调整器和RCC
! _5 [$ J$ A$ q( v* B2 A
0 _7 ]" W; S# t7 p1 T典型应用' Q! M- x# s' h. b! I3 m7 A
9 O" V# n& s8 A7 c4 d# F; H" ^引脚分布2 j& l9 Q0 E$ @; e& r& @
) q+ U* b- B; G6 \引脚描述) ^- ]/ y4 a% T% j
' H4 Z4 k$ @/ Z3 G8 f8 {: q
CR85V25RSA芯片特性：) H, D- E3 _3 H8 @, v) W4 X n5 \! t% |
1 E+ b0 ?% `; P2 K! Z/ a8 [
● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；6 N" i- j S7 i: L! R. m
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；4 x& i9 ^' l1 N* D% `
● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
. j4 Z- o0 u) ]( K$ E: v. v' S% Z1 f2 x
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。+ M r9 p3 _! y! A4 g5 M( D3 h$ R' V
4 ~1 Q. a1 u' v, g3 e
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。, Y) _) C$ G4 Z9 J6 \7 `5 a l1 G
- p4 }; j3 ?9 |9 J3 i( b& P
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。4 X0 V1 i" {: V5 ^' {
/ R8 I# f! O( s; Q2 o# M2 e02、样机特性7 C3 J/ s1 ]% L! g: p7 m9 K) ~
1 I$ y0 l, q$ q4 p* t2 w* S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。
- F& A# [$ z- U9 I% C, k) k4 E7 n* d4 ~' O' r
2.1、输入特性：
3 M( e `" d3 ~! X( A3 f) X* r% l( m5 ?, K2 l- B7 Q
2.2、输出特性：
8 D. `( P, c$ |+ d; h) |/ G! G
2 b4 D) F/ i; H( _' ^2.3、整机参数：
1 N+ Y' |4 Z4 J* n0 Y: o4 J5 a& V- n7 R( m. o& |
2.4、保护功能测试：+ ?1 L, a9 w: I" T1 r
3 z3 w4 P& e" e2.5、工作环境：3 M9 i9 V2 i9 l
1 J8 j; x$ |- r( x/ w8 Z
2.6、测试仪器% M9 O' l8 K5 m- h( G. o% ?4 P
! x4 A2 ]0 F9 r/ h1 f) u% I- z A1 y A$ t2 _& r# ]9 \+ F
03、样机结构信息/ R7 |: F) W# [4 J& {
: V' u( Q* T) Q: Q- s4 ~/ j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。0 p9 i- b5 v( P7 B9 K( Y
/ [4 w8 l! D: G8 N4 D( p
3.1、电路原理图及PCB版图：/ u8 g3 [$ s7 k/ y- ^0 P- f8 i
9 {6 X8 s. Z4 s& q
原理图：
2 `# H- K9 _/ S$ ~3 P- s$ |* l
3 E6 b" M2 Q& kPCB版图：
7 i& c1 `( i* k0 M7 v% }
4 e. |( h5 l7 [6 I6 @顶层布局图 1 U& w3 q; J% ^5 L' L
底层布局和线图
2 L6 k, {4 Q! A6 U# Q3.2、变压器绕制工艺：
" H+ U, y8 N) p: }3 g# E+ f! b; O
) q7 F$ `- U/ H（1）变压器电性及结构示意图：
7 d% v8 P( q; V1 J7 S9 |; m' j& G: M0 H, |1 i
（2）规格参数：
; U8 t1 s& [1 }: Z3 |- H* V" q# N. A0 k5 @- @8 X
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；- s1 W T& |2 |/ s, @5 L" \
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
s% n: Z+ J3 M: i$ U/ V3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
5 A) B5 o# l' J5 B7 h9 |$ I: r6 |4）次级: 三层绝缘线6 ^; r& V, H( u' N8 }$ L! p
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
* t: H$ U+ t- z6 b3 |* ~6）初级绕组感量Lp：0.9mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；) u, u$ z! X* N8 K% M1 x
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）)
6 y3 | U3 N/ W$ Q5 Y8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
% x* d! ^8 C# D* c& ]- L, d! ]9）成品要求:浸凡立水
% R5 v7 Y% @# {% T G3 G% T" E* a" K' ?* _) a9 w1 k
（3）变压器参数:) {9 k4 U7 P0 x9 ^
. T- n: h: K5 W2 `; j3.3、元器件清单： Q! X1 e c0 d5 I9 ]& M6 T F
1 g3 ?5 I2 G7 O" z$ y; J
# Z4 e& ]. {7 s: T' t% w- A9 A5 m04、性能测评
# [+ p. h. l: M
6 o! {& g; X6 g; o) u4 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。/ P7 W0 d% W" P8 n! l# U
( T( S( h; O( f L4.1 输入特性：
3 b! `0 Q! c6 x( ~: |$ i- H3 ^; [8 U
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。. m6 ]' T/ V+ Q h6 n' L
0 J) ]: j3 ], m0 ?9 p$ [表1、无负载待机功耗:
+ X3 ]: h+ U4 y( Z, ?& E9 v d
# z# H: X* O9 L- d: i7 ^5 Z表2、输出100%载下的输入特性; v% s, ?: V: m0 @) z0 C
6 G2 H( R5 B6 \: W; ~
表3、输出PCB端测试的效率特性:1 y3 Q; J/ P( ^
6 {! {$ G% g3 O" t. g4.2、输出特性：
& Q/ r$ B) p. e2 w9 I' s# _% V1 p/ F U% S4 U4 F% c( x' `
注：以下数据均为PCB端测试；
# e8 X7 L0 T4 Q+ c* t% A; I& x$ R& r4 N! L: l
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
5 o5 v' [# S, } q R5 D9 g: h, j/ K% Q- b" } R$ X5 p* p
4.2.2、输出电压纹波：$ N* ]6 e; t3 H% d+ s2 W( I
4 Z2 {7 [' L* d% e* X! ~
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。+ } _ L/ s. T( K& f
. Q' `* k5 j5 X. ~* S: s) D! K# K" } q$ N6 x
纹波噪声波形图：
( z( m& b9 P) U6 C' sFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
' W: a N$ J# M2 d' t4 E& _Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
! D9 b1 Y+ \7 `3 `Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load 6 M1 c8 t$ ^2 D8 r I: z4 u _
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
- o5 M) H- f3 [4.3 保护功能：' q) J: Y5 [8 b- Q6 _
) T- P" f6 u3 s) k/ R
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
. G8 y1 |/ `: A8 j
' r% H) P& H* y: d/ l! d4.3.1 过流保护：
; L$ @7 n4 m! u6 A2 t2 ^, r3 j
" U9 ` ^/ u! D! `, \' R5 f
& w- l; }& X, |0 k6 l& d
; a m( V/ c* A6 l! `4.3.2 短路保护：2 H4 n6 j+ [4 V9 I& w( n$ U
5 c7 E" X- E+ c7 @+ @8 k6 K
功率计限流电流为 2.5A5 g Z7 z, u$ n, M' A; `
* t; O+ `% p7 k' e
# @: ?2 g- k8 h6 a1 b) T1 g
" K0 J' F5 q0 u) U4.4 动态测试：
+ p5 h, ?. w6 c; \ a- b$ \( O9 m$ q3 D! P* N
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。
% ]' k# ]2 f( ^0 O
( D0 i+ {, ]+ V+ A& I0 Q1 y
* m5 q' K& |, B6 OAC90V @ 5ms / m8 j- ]4 v- a K0 I9 u
AC90V @ 10ms ' r$ p+ p! w' J3 |) j8 M
AC264V @ 5ms
5 _" z: q2 V4 S; HAC264V @ 10ms : @) y$ k+ t" G5 d5 l& [1 e
4.5、系统延时时间测试：7 ^* \" c6 w. a/ ?( s; L
) ^; s9 |( N, k" A+ K9 B注：AC端、VO输出端波形图。
/ [! h3 ]3 ~0 Y% j
5 j" S' @1 e" @- i( n. S" f2 y3 ^4 A: P b: c
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
$ B, a9 d: D8 t" z" QTON_DELAY @ AC240V，100% Load ! ~% W7 L" m. [. }& B' q
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load ; p: x& w' F$ \$ ^8 U f2 @
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load ; G- F6 v9 B5 I
05、其它重要波形测试" Q& C1 ^! X- Y/ S; }. r
! b) t% X2 l; Z6 |
DRAIN端、CS端波形图：
% j# x# C7 O: D! C6 l9 [; S4 E# j) C
% G/ J) I$ Z/ N% g% P( UAC90/60Hz，100% Load ! f) q4 O6 H4 E7 q" u# ^
AC115/60Hz，100% load ! a* @3 [4 z1 v9 R
AC230/50Hz，100% load
! G d, U+ u) r8 bAC264/50Hz，100% load 4 P7 U- j! ]; \, r( Y/ d! l* O
AC264/50Hz，100% load 6267电压应力 6 X2 M; v, m6 ^ m6 _( q8 n
AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力
1 U* k* h6 V- \06、温度测试
: [# L$ ]9 E9 y! F9 V9 A+ U: q t0 ]2 v0 ?( A1 R
测试条件：40℃环境下输出2A测试。
" c t: D8 C6 v# t: U: n/ p6 C3 h
07、EMI评估测试
7 j7 j: M5 ]( t( l
: N# e7 ^/ r5 d! |4 x) H k测试条件：: G( v$ @: {+ z# J& L. U% d
输出电流：2A 负载类型：电阻。
- U( ], V2 a) f- n限值标准参考：EN55013、EN55022B。% f/ W2 R* h! [2 ]! Q/ l- e* X* c# `
AC230V 传导 L 线测试 PK+AV
* p; o: H1 k7 ~$ F/ O/ P. nAC230V 传导 N 线测试 PK+AV
4 H" i# f% Q9 D4 B. y+ \" g n3 ^AC120V 传导 L 线测试 PK+AV & z- D \4 D! _ B8 o5 @- E
AC120V 传导 N 线测试 PK+AV / r# ?* n, E% ?( y
AC230V 辐射测试 PK+AV
/ \9 ]3 I+ ]+ _: r$ xAC120V 辐射测试 PK+AV 3 M9 I1 b4 T5 g
AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 $ S+ N4 x8 E7 i& Z8 J" L# o0 @
AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容 7 l/ s! L! `9 G# c5 H0 F
|
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发表于 2023-5-18 11:38:09
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