本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑
; ]) ~2 v2 u0 K, @1 B0 M$ J7 E" l: G6 {* x: u; 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！
* D) X' C; b2 I: _, g9 B6 T e* S) e, ?7 I2 k
01、样机介绍& a# ]: J0 U5 M6 d( g9 o u4 ~, u
! L3 I+ ^4 ^9 p$ z1 n k& g1 O+ H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; _. \) a+ u- Q/ \
: `- d. r) V% d3 x& Z/ x/ f
CR5259_12V2A 工程样机示意图 0 J. ?& y! y4 p; S) U/ ?
CR52599 @- J( S& ?) g/ B. u
) Q$ u; i: d7 XCR5259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。2 B7 U2 @- B( Z& v6 m: D
5 Y3 Z# i9 K2 c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。 }3 n% b, u9 Q9 k+ T/ g3 q
1 w( C9 N& g8 o! [% p芯片特性
. x' J4 ?6 t7 E' s2 j f5 k/ v: N8 _" B" K# F: c* O5 m5 r1 c
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；( ~, x- ]* K6 k, x
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
1 M9 W/ ?, y) \$ D! k● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
# R( N9 Y" Q, @' @! I● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
$ r" P1 S# e% {! y: A& q0 Y/ X8 D● 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”
4 |1 q# f. G! ?6 M- g● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；! `, l8 e: o/ C" Q/ a
● 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。# Z0 n1 J2 e/ c% p& H' ]
' c' E3 g+ K d a! b- f/ M; ?8 A# F
基本应用
- p9 f' q& O% j7 c
* K: U* u1 Y' g+ x/ [* ^● 电源适配器7 a4 E3 A$ ?! h4 M1 y. K
● 开放式电源
0 m O2 B5 k. c. d4 W# u( S● 数码相机和摄像机电源+ [8 F1 w2 k( o0 P/ ^
● 电脑和服务器辅助电源
0 s0 G# c6 I% i( o) N O- m● 机顶盒电源
9 n( X* P4 y: M. s6 y● 掌上电脑电源6 Y `4 V- Y! N5 | a4 R1 h
) b3 T6 n: M; F0 ~" l
引脚分布( P) w/ T! `: q3 }
& `; E2 p, y) K
: m) Z! `) j( w0 v( y M. V3 H
典型功率; ?/ P! n6 S% W, ^
" L6 j- G( b; y4 Q$ s q* x! T8 `
7 f9 W3 U9 e; a
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。
9 x0 z+ k6 _/ |; L* {$ c5 y" w" a7 O. v- U f, L
引脚描述5 Z# z4 d M8 G6 I% r1 d- O
: p9 `; @. \ [( ?. s, n# _+ ~3 U
% m) W5 X0 t+ T/ H4 E
/ N+ B! V. n, c1 P典型应用
% K. E* f1 N. J
* W2 ]& @" h2 R- r0 _ O' C
, u# k+ e5 G" E$ z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。
) j+ v. x! z) N8 B7 J! s" Z' A! D# a0 m% a+ V
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。# I0 ^4 N U) L3 a
- y& \: ~( T: `" K5 W02、样机特性: ]4 r/ X4 A5 ]2 Q/ ]
( X4 j- Q# D: Q- x! k! i
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。: T6 g& @0 k% L
! e* Z4 \5 M: ]- C4 B! C
2.1、输入特性：
. @7 m7 _6 E, p* `) w2 H3 n5 A+ k0 D' Q3 ^$ v; `8 S# |- ?6 x5 I) T d9 D
2.2、输出特性：* c7 F% e% {/ r" a2 c' U
[+ Y6 o' V: W2.3、整机参数：
; _$ r$ A+ b3 R# U0 b, R, E8 ^* i" t. ~; j
2.4、保护功能测试：
2 y) C& k( |& a `9 ?) J3 y. u/ f
2.5、工作环境：) D e/ ?+ _5 V- ?7 S3 t
) ]9 x/ S# R4 a( [/ G! Y, ?5 J$ A5 ^' Z2.6、测试仪器
8 A0 M, [7 `! w. y. ]( |& ] X; W* O$ n& m
03、样机结构信息) s# U- O' Q3 V/ `
* a0 A& Z9 \2 T! X! y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。7 m7 a! M( r* H- G3 @" Y
; Z8 ^) f/ {# r; ^3.1、电路原理图及PCB 版图：8 G3 U8 U6 s/ z/ l6 z: P
- B0 V9 O0 u4 m0 j3 |" S（1）原理图：& F: u( e# |, _! d. d O7 p
, N' N8 ^, w: G7 [) c
6 @( K& x1 P0 U) V, v7 {（2）PCB 版图：& ~) _7 }5 X/ q" U) R# Z
+ l" Q( E! x6 Z% A3 E
* h$ y& X8 R8 |
: v7 r7 R" h- I! |' U
* }. W- H$ C+ U1 F; D3.2、变压器绕制工艺：% ~3 _+ j& Y3 O8 _
: q! }* r: j- t5 e（1）变压器电性及结构示意图：
z8 Q5 @( ] G# B2 z H6 n% v7 l. ?7 ~2 G' G L
（2）规格参数：! z3 L( q# ?" o) I/ m: u2 |/ W
! n# d u5 v5 I1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
- |1 i7 Y# K- z5 c2）材质：TDK PC40 或同等材质；; y$ q. x+ k& R4 q% @
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
3 N8 I7 Y8 a4 ]0 f: k6 \1 S- J4）次级: 三层绝缘线
4 H! i/ |( j8 }3 ]& y5 ~, n5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
# ~9 [: B8 `7 O1 t3 W6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；" y- @8 M. a+ f
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）)' [0 K$ z p" }, n6 j) o, w
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
# l3 ^* `! d) S* V7 q& J B9）成品要求:浸凡立水
4 y# f3 W8 I5 E5 ^$ g5 b$ D$ V8 |+ _. X: q8 |
(3)、变压器参数：" N9 ^5 S: {0 y8 C( i/ [ l
8 r$ E' P) X+ ^4 r- l! T& y: i
3.3、元器件清单： E/ [ J! f' r8 d5 q/ G! N" t
) r; G, R9 C0 ^& a- g" u+ M* t- w& R) K8 @
04、性能测评
5 x7 d: ] t C* U: Y9 O1 L4 Q+ w5 ^6 B: I
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。
& y% L P3 K' A1 g! C! @
. v% B% {4 L5 g/ d4.1、输入特性：
3 v! o# Q7 J0 F+ ^ T' ]; E7 b- `* |
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。
2 B% _2 E3 ?2 }6 v5 v9 h4 L+ K. O; Y
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
% ?" B- f. p4 Q d- k
( y4 s2 J3 \* |+ |0 I表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
9 q0 K9 c/ {) j2 w% ] ?+ e4 b
* [& U7 [+ u# F2 @9 O+ }6 w表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:9 X3 K- y% Q2 t: _- i! t
; R+ K( P* B8 F4 n% V
表4、输出板端测试的效率特性:: [; |) h5 |! M. b, D' b
# M5 f" P* b& J w2 o4.2、输出特性：9 }' {' H+ n0 F* @) C! V* R0 i
- C: F& D3 Q; h# H
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
, p0 l# r8 ^: n7 y/ Z: r( x% R) m/ i) M8 F3 \# |8 V2 ]0 C3 _5 p1 D
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
* i* k5 E, z! C) {! t5 i8 ]2 e' a8 @/ r* o1 v$ z9 i
表4 线性调整率和负载调整率:
) D* R0 O' A; k+ q H5 D1 l/ K) e4 k
' S( k, p ]" R- a4.2.2、输出电压纹波：
5 Z2 a& U# |; n; C; J8 g7 U& @$ u+ r* h3 Z# V1 b
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。
$ S! R. \3 o! v( |' A! m4 b6 U5 q4 T: J2 u
表5 电压纹波测试* W! X( Q2 S4 M7 q5 {6 h
# b+ f9 M8 |9 u纹波噪声波形图：
! h! z, F5 B3 p, O. t' F
- I0 K0 Z3 o1 \3 Z# Y: K8 _Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load & f3 B0 V' W* v0 A% w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
. c, c) y. @- V4 AFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
Q, P3 I8 {; Y/ u; o) o0 Q9 EFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 8 i/ o4 M- @& u- N2 ^( m6 R
4.3、保护功能：
6 S: P- u8 ~/ l4 ^9 o. x2 I8 ~" W" `; Z1 B: f# _; [
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 B- y7 C' P; C
$ R3 n, u$ d$ j( A$ A0 q/ }- l, R7 u/ Y4.3.1、过流保护：6 o3 J9 f; `1 d/ O; I/ a% ?+ `
2 }+ J8 i( P: x& _4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
# y2 H6 K Z# Y4 z* C9 \( F- {& z( ~ n1 K f- H# |
4.4 动态测试：
2 i5 a$ C: X2 a4 S2 X$ ?, J3 R. p. h5 d
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。
: |1 m* d0 J8 i% S7 E3 f% ^
- h! }$ d6 w' N/ s; b- S1 X/ Q |( l1 }. }! [
AC90V @ 5ms - M0 s% T# g8 Q' K, E# P# y
AC90V @ 10ms
0 R( e5 j' g% C3 J1 fAC264V @ 5ms
o+ R7 M7 {$ FAC264V @ 10ms 4 C3 m3 x* J" t( u. B8 L
4.5、系统延时时间测试：
8 p: x0 M0 J9 u
; X9 ?# C3 Q6 Y( x, b) e5 Z& h5 ?注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。+ ]; }: }6 h( N h/ L/ P2 {5 L2 S' u1 r
9 C H& |6 p, S# D, h; j+ c1 d- i! a7 C& @# k! l3 `$ U
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
1 n7 V6 `+ s ~TON_DELAY @ AC240V，100% Load
$ N8 W/ u% X3 C! _4 T/ k, S& u# \TON_DELAY @ AC100V，100% Load
[! a0 I0 M& fTON_DELAY @ AC240V，100% Load : B) \5 K0 W' w% |# b! s' v
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load
- Y* O5 S! l1 G9 A; x% A0 ]/ v( vVOVER_SHORT @ AC240V，No Load
+ n7 D3 }6 w. j5 e* ?* ^05、其它重要波形测试
& v" W& h1 [" z$ ?2 w* @: a0 d' W" X2 }7 X0 n
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：0 b# `0 g' E: H+ X% M
9 S; p. q# T( p# `* r0 DAC90/60Hz，100% Load ( F. l4 {4 X" V6 k9 e8 ~! {
AC115/60Hz，100% load - q" Z# ~9 z9 C' a b7 d+ P
AC230/50Hz，100% load
& h8 z" U: P7 wAC264/50Hz，100% load
* z- k& g# i: J! vAC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds - j5 K* \" y: Z# ^" O+ q$ }6 B
AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds " S: b' { J5 A/ y0 E' ~
06、温度测试8 F+ {" p- W4 W- m) k9 O7 U5 V
0 c0 w& m8 H, j: h" ~! j0 Y
测试条件：40℃环境下满载测试。
% d* L- z+ `5 v1 b! A
9 g x4 Q( _2 t9 h% g
/ m0 L3 x# L% p$ q q07、EMI 评估测试% k* ~8 T' ~" [
+ A& c% h8 L/ N9 H测试条件：' w2 X% _) z& j' `; b! u
' Q7 n8 ~" G( d% o* v( `- }# @+ l输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地0 Y9 j, z. `1 @2 W6 Z
限值标准参考：EN55013、EN55022B
& {- f$ K0 a' l8 S3 y, D: I
& C) c; ^& w) W, N% K! M传导L 线测试PK+AV
" N2 e7 \/ { h" [0 q传导N 线测试PK+AV 6 N! r4 ^- N$ u! U6 X1 E6 R
辐射测试PK+AV 7 B# o& b+ T2 Z, `
输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地0 c1 `& e! E& B) h. w0 [
限值标准参考：EN55013、EN55022B
1 s& }- _; J% v* h& D6 ^4 D6 O
( l& V: j* B5 K传导L 线测试PK+AV
' O6 H6 c! Y* [* H8 K; ~7 n传导N 线测试PK+AV % A5 U7 U. k6 u+ G
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
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