开云手机版登录入口
标题: 优异性能、避免环路不稳定！电源适配器方案应该是这样的 [打印本页]
作者: 思睿达小妹妹 时间: 2022-6-30 14:14
标题: 优异性能、避免环路不稳定！电源适配器方案应该是这样的
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
" I7 F& g" b& z! M0 f" U* Y
s- q! ]! A, N5 ]0 @" Y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！7 V4 R0 E) ?4 W3 x
9 w; G! g! W; Z, \0 v01、样机介绍7 {5 C1 s \& k1 ?& [. @
1 o' `+ b, ]% w: F/ j; ^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。
7 K* a7 d1 w% Q2 t( M2 B& n
3 c2 X; m. N' X' y F! Z; z1 S[attach]45321[/attach]
CR5259_12V2A 工程样机示意图
" u/ W, C$ v/ M. ECR5259
* X j5 g7 [# o/ W
- c8 c m; Y. j3 `7 d8 ]CR5259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。
" U: W) f3 J# s/ X; k7 Y9 k
9 p2 B% ^ T! m* f8 m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。
$ V9 o! [1 v, k9 l* c' l" P, a, V. n5 f, x. N
芯片特性" s0 T! ~4 _" K7 t' U+ h
9 z1 c& e0 H, K1 h$ i$ n& s● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；1 z& Z7 \& |" {+ s8 B+ |
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
Y0 J4 x$ v$ F; p3 ^" H8 Q● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；- P9 i7 r# I" J9 Z3 c% K" R$ L
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
E6 L! Q/ S$ \) h2 ?: C● 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”
: J, r0 Y" }1 M● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；/ h+ n/ B ]3 r+ a; n) Z. S9 P
● 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。
. d& H4 _* ^% w( c$ \) g1 n& S+ ?/ H: n. N
基本应用
% y5 g& S, t5 n2 p
8 Q: i% i4 N, w& r. q% q, _● 电源适配器
/ s6 ^" l4 W( {● 开放式电源' B: ~+ z# R2 E! n7 v
● 数码相机和摄像机电源
# J g8 H/ z. s9 Q● 电脑和服务器辅助电源
5 C2 N+ p2 d! D7 o K/ L● 机顶盒电源0 t6 B Q5 o2 M2 R
● 掌上电脑电源3 i' O. E) W3 r5 D" [8 }
# g& q. Y6 j2 o* S7 Y- y
引脚分布
9 ]+ P5 L% L- x
4 h# ?9 [1 I' V! a' U F[attach]45322[/attach]
! U' J. K O4 p4 d: m- b( n! ?典型功率% O$ d% c" I- }' u- ?" `8 C: ~; Y6 D
3 M- | i0 J3 C; B6 a8 [/ X8 |
[attach]45323[/attach]
# V: ?( x+ S0 ~! j) P4 I& {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。
7 }- V) \# W& C d
3 x% i) B' L" j2 D4 E! a, ~) n# L引脚描述. I8 I) n, \# ]$ G( a; K7 |
, k/ D4 t/ v9 ]( f8 K& _! {! Q1 W/ \% h
[attach]45324[/attach]
5 g7 B$ q; t$ ^+ s
* i9 ]0 R' \$ S典型应用3 p+ h9 |5 z1 F0 h2 c( h4 L9 j' w
B+ T- Q0 T9 o5 Q2 g9 `+ u[attach]45325[/attach]
: X8 w! J0 Z1 p$ V& 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。
7 s+ ? U0 B# m0 n/ y8 T% K& h: u; m
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。
/ ~0 h3 F6 g$ c+ X8 |! n A1 O+ \' `8 B1 @8 Y5 V
02、样机特性/ ^; r$ g; Y0 X
* O# [; _! H3 o8 n0 {
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。
+ g3 b9 I$ y4 a( N2 I1 `5 [5 \2 T+ h. ^1 J, G/ `) V
2.1、输入特性：
2 l! p" c2 W! ^$ N4 X* d[attach]45326[/attach]
/ z3 F3 W$ T0 K* q9 |9 f. ~2.2、输出特性：* d7 q9 D& b+ T; v
[attach]45327[/attach]
0 y9 H" M$ ?' o2.3、整机参数：2 y6 r1 O# ?- W$ h1 Y; t
[attach]45328[/attach]
' E0 D/ {5 t( L- _$ y. s2.4、保护功能测试：
T7 J% X2 S3 z4 ~[attach]45329[/attach]
. G2 e# R4 k2 t, N, P
2.5、工作环境：
. h' n; I. ~; R Y[attach]45330[/attach]
( x' y, a. x% k+ L: N2.6、测试仪器
# Z( e: ~: W5 j* I* x[attach]45331[/attach]
$ D S" j( F/ k$ q& O7 x* @
03、样机结构信息
1 W! U \: Q/ v5 `* i
$ Q7 h9 t# n0 _) E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。
! V4 A. B- b9 M! ^
) B# a F/ F4 @4 {& l3.1、电路原理图及PCB 版图：! C, @, F4 y: W
4 A* |) w. A9 g0 `) ]
（1）原理图：5 ]5 Q5 m( k0 `" u6 Y$ K
$ q2 ^2 N/ l1 Y' y$ j, N[attach]45332[/attach]
9 p! ~) e m. w( l3 U. _7 B! v（2）PCB 版图：7 z/ g9 m- @3 f4 a. F, k1 {
& I1 c6 D6 `( }8 b" s; z [
[attach]45333[/attach]
7 A$ s- m1 e: Q0 @3 C/ ][attach]45334[/attach]
* ~) F/ x6 s% l5 W% m0 y6 N" X0 g[attach]45335[/attach]
+ P( ~6 t; z; k5 v6 B7 [: D, J
3.2、变压器绕制工艺：
! ~* P; F- s5 [/ m. N" h: U$ q" n% ]+ E: I9 U' h# H
（1）变压器电性及结构示意图：' g' |2 b" Q& d0 J4 r6 D( R, Z
[attach]45336[/attach]
) \9 ?1 G! C8 {- L' B) W1 k
（2）规格参数：
7 L" B5 P" g: R: t0 M
% h) i3 h( M2 Z5 T* c0 t1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
$ W; X0 D8 h# \# N# M3 S0 `2 {2）材质：TDK PC40 或同等材质；: H& T+ M0 N: m) r
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
" N# u% x; X2 a4）次级: 三层绝缘线# E3 w- S% m0 w7 |) `* T% K. S
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: o0 c1 b1 H q! M1 h6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
- Y9 P9 `9 o c! B7 ]3 b7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)9 C2 i# K g8 A0 D; D4 A
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
) `' e$ s7 `( ]1 q8 C9）成品要求:浸凡立水
" s+ T; q3 I$ ^7 {. z, k% y! w
( w* h T% ^1 A0 i(3)、变压器参数：
; z' E0 k. W1 l) q8 `& \[attach]45337[/attach]
' o2 e5 e" e8 T2 b& k$ W3 G0 O: J3.3、元器件清单：6 X# s; e/ t( [
) {9 W$ ?* j4 J( J, k[attach]45338[/attach]
: e5 g% \ [& ^' C04、性能测评% o. ^6 Z9 }: V: P* N0 E$ {# \4 l
$ S7 I& P0 C+ q; ~" v: R
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。
* {- K* R J) y4 L" @. W9 b" B! b% A: j' D: ?0 h5 \5 i
4.1、输入特性：
, F. M% O2 x4 z, m: r" S; J' \" g. i. K5 @0 U) O0 ]: G3 D" ?
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。
& A) Z; h/ h! g( C4 s8 G
/ N) }3 T2 d$ `. E0 c4 w3 v表1 、无负载待机功耗(无假负载):
+ k" j9 W+ T% P9 D1 M5 D[attach]45339[/attach]
3 D7 b; J% R4 a. c& z: p# q表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
) N4 ^5 e: ^0 M, R! K. H[attach]45340[/attach]
; }: g( [7 M# }
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:( k2 E9 [/ c. F d n
[attach]45341[/attach]
* m$ A( f: j6 P0 `5 S表4、输出板端测试的效率特性:. |4 E2 X- D* u- d
[attach]45342[/attach]
7 J4 m# K( E g* n
4.2、输出特性：
4 e8 b$ D4 v8 X! J' o9 {9 V8 f' f2 _" H
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；: O9 F- A) h4 ^) \6 k* ~
6 H. \+ z3 k u8 C" m
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
9 }2 h; \ A3 X; J' T8 y* @4 S ?2 q9 s4 n5 Y3 L/ }* q/ h
表4 线性调整率和负载调整率:+ r1 i) g3 o; p3 x5 \
[attach]45343[/attach]
# a2 d U+ Z/ O; d
4.2.2、输出电压纹波：
4 s1 J* H. Z* J V2 H
8 j1 R/ q. M' ]( f/ m7 ?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。 O; J9 ~/ }0 h8 G
- M/ d6 q" w/ y* i. A, G1 ?
表5 电压纹波测试+ ^, _# ^8 A3 E% j3 j+ J4 a
[attach]45344[/attach]
! x3 }$ h5 h2 j9 `$ K) o
纹波噪声波形图：
: I$ Y( ?5 m5 u s8 i% a2 x2 F4 H4 Y7 f a
[attach]45345[/attach]
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
; G% J, j7 b9 R. M: P5 S3 C/ J% |[attach]45346[/attach]
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
" T8 ], {& A/ T% f
[attach]45347[/attach]
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
1 D- F& ?/ Z s3 E5 Q[attach]45348[/attach]
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
, o. o! S0 `1 Z. I; ?8 A4.3、保护功能：, r. y/ Q% F O- w5 `& y% D! j6 N4 e
4 Z) V, m G! n' \以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: H) ]* x. q% d; K0 ~ `4 O% d. k- t) l% ~( g
4.3.1、过流保护：( `5 C) M/ g- r
[attach]45349[/attach]
% k) P \, Z$ {" J$ ]# L4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
7 T4 S: A; U, {. M[attach]45350[/attach]
6 o: q0 w0 H; r7 f k' ~ N
4.4 动态测试：' ]" b+ }; ^1 b! ^5 c9 o% g* P
* T& N+ {. f: `9 f: h# e
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。- W. y5 F' K6 q
7 c2 @- d4 I! C8 ?+ B0 y7 c M: w' e[attach]45351[/attach]
: v7 C$ l' o* E9 d- u: @/ B" A[attach]45352[/attach]
AC90V @ 5ms
( D! c; s! ^- k0 X2 D N+ C0 H
[attach]45353[/attach]
AC90V @ 10ms
9 w! M3 I' f1 r$ Y) A# {+ D
[attach]45354[/attach]
AC264V @ 5ms
& I6 y/ J$ T* Z/ o: B0 Z[attach]45355[/attach]
AC264V @ 10ms
1 q+ v9 I6 R% M$ x' V- t/ k
4.5、系统延时时间测试：
! i2 y, x9 x+ T3 i3 a2 C& r5 [% V/ W6 K8 Y2 @* W- i
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。- ^' E2 S% V% y3 ~
& Q) v1 U8 {6 D% e4 B[attach]45356[/attach]
$ v- }0 z7 u' N! a, G1 F[attach]45357[/attach]
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
- V. Y' f4 C8 D8 d; W9 n
[attach]45358[/attach]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- V# P) [ V; j
[attach]45359[/attach]
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
8 g4 Z% b& Q: r- G[attach]45360[/attach]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
; @; y) c1 a, ~ z8 Z' ^# S, E
[attach]45361[/attach]
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
4 Y1 j0 e; i* N# @ i[attach]45362[/attach]
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
R6 E$ d/ M0 d3 p7 h9 T05、其它重要波形测试6 }, S; w% ]% V: V: f* S
/ [ N6 ?" s% E( f
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
8 k" J6 L' z8 N" f1 V) a; O- p f5 F# H4 h- R5 `) j5 B
[attach]45363[/attach]
AC90/60Hz，100% Load
( \5 G7 D& B |' M, W
[attach]45364[/attach]
AC115/60Hz，100% load
H+ b" e# S# G. \" E, G# {0 |* R2 {[attach]45365[/attach]
AC230/50Hz，100% load
6 E% H" k: v- H3 v* o% ~
[attach]45366[/attach]
AC264/50Hz，100% load
! W+ G7 V* G- i0 x- U0 s5 L0 j; z[attach]45367[/attach]
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
o) [9 [5 ^+ |+ s; j, L
[attach]45368[/attach]
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds
7 l- J% A1 k' _( C06、温度测试
. Z+ X0 ~1 `! Z6 P; T8 F; A; B' F9 s. m- g( o5 g0 |9 y
测试条件：40℃环境下满载测试。7 W0 L% k/ v V9 P
% m% N+ a, C% e$ f3 }
[attach]45369[/attach]
: ~2 q! ?* a0 ^* a, f; b
07、EMI 评估测试 O( Y7 a7 R! g4 w) M. s8 f% K
$ v# [ `/ K& G) t }/ E# e) M
测试条件：& Q1 E+ ?0 F+ m9 D& L- t
$ r' K' t' T5 K7 v2 _输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
# L& t" y, W. ]1 ~1 ~9 Y! c! V& {限值标准参考：EN55013、EN55022B* `* R1 A! g9 M# Q; `
2 G( G$ q) g9 v- r; Q* s
[attach]45370[/attach]
传导L 线测试PK+AV
, U# o" K0 O1 P* ^9 H9 k2 y[attach]45371[/attach]
传导N 线测试PK+AV
& Z+ V/ z2 G+ T, \ r: L. V: ^
[attach]45372[/attach]
辐射测试PK+AV
# d; J3 Z$ v$ m+ T, v9 ^
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地' l' g L1 e$ j9 Z; c, v
限值标准参考：EN55013、EN55022B
6 z, _/ s9 b+ g; B7 ^4 Z" O4 z; A* f' W1 ^) V2 }! d
[attach]45373[/attach]
传导L 线测试PK+AV
, b L! s) g% A3 f
[attach]45374[/attach]
传导N 线测试PK+AV
Q& D! G: z. G$ G& ?0 O
[attach]45375[/attach]
辐射测试PK+AV
| 欢迎光临 开云手机版登录入口 (/) |
Powered by Discuz! X3.4 |