本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-16 11:03 编辑 . |/ R9 x4 d& e( i: i3 _
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在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。9 X2 E; C0 {" e0 `5 [. q
) E8 A& v" n" V01、样机介绍
8 P9 n6 s4 ^+ B! X
: R8 d) \/ U0 D9 z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18W，恒压恒流输出的电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L。
, \7 S0 {# w& P$ S3 O$ w
8 U. B+ Z7 o' o: X# j6 A9 c/ M O
CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图
! h4 J" `/ W8 ]CR5269SSJ
( T& U1 t9 X' e- x. L# J5 L4 H- L" j# s7 Q' E) _0 h' G
CR5269SSJ是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSJ中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。
8 X5 \9 X# N6 S* E; @4 x V/ R
% w0 U9 ~$ J, G6 ^0 z7 f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。' P8 Q6 v# |5 o" J: o
. U N/ {: |' Y& v# `3 d
CR5269SSJ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），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
0 u) G& Y7 @7 L) q& F! T4 p F7 o3 a% Y# p! n4 K+ X
芯片特性
! a% S' F# N1 E S0 L' h3 s" U) Y% d' C3 C/ f& H
● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；+ A, B3 ` e/ t6 V# u
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
# U7 `7 e# t0 N2 }● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；1 B9 T: l' e; J" e, l
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；7 o* E! \% b8 f' @
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
6 n; ^1 m- _. p, f. B● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
: z# p) ?4 a- I. 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。9 C7 z0 s3 _ I
3 z3 c7 b+ d7 c- Q) Y N8 Y& h6 A; {+ W基本应用
3 h4 c6 f) {0 o" f1 q S- W' V/ z( c
● 电源适配器) c, R# g# i3 o% N
● 开放式电源! g3 e3 J2 ?1 F. u M; K. X
● 数码相机和摄像机电源
+ v" H; z% B4 \6 @. c; K% w● 电脑和服务器辅助电源
2 C4 {6 q: D, `1 X( Q/ F, a● 机顶盒电源9 j: `, r. m- \9 p3 z
● 掌上电脑电源
1 ^ m' f+ D7 d( x+ v' O+ G7 y8 ~6 g' {; {% g, P% D L0 q
引脚分布2 ~% a3 V- }6 D/ b( B- ?5 ^
+ v4 F7 C- h$ Q& ]6 Y1 U; D
/ l; l* m1 N1 t- S$ l
引脚描述
3 g# j3 ~1 i" E
! g! V6 X( O1 X. Q: V* C1 ?4 {2 y, ~
, {/ u6 e' T/ u& Y典型应用
0 H0 ]2 [9 [( }# a. T. B0 @$ q7 T) K8 V3 W! _
CR3017L芯片特性：* r/ M$ M7 Z$ X3 J2 D2 d
% {) ^% W% c M" L● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
1 ^- p$ q3 V I● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。: o* t1 r v- m) z) f
● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。
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样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；能够满足最严格的 “COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
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3 G M- l: D9 }/ b) f样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。9 [/ K# W3 W# Y% g. f) q( T0 }
* Z' T& u* x7 C/ [+ S3 Q: l, ]样机的变压器，采用了EE19W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。! i2 [$ R) a& L6 D2 A) Q
" k; k A1 R" S) t, G7 F5 G a) L02、样机特性- l9 O$ s! D+ |8 v0 i# s
) t6 `$ G; o/ \
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- m, K) z) E: R( F u4 V3 ?
y. ^. I0 P' \ ?3 X
2.1、输入特性：% A6 s% u7 U- V5 W5 f- d
3 G6 Y, X, v( ~( E, V8 O3 V1 U0 b! x& H- B
1 J. e \6 f4 R9 p' k ], D2.2、输出特性(线端)：
( q, M6 @! G" t' q3 ?
* e; o, k+ \# A- H2.3、整机参数：& o# O' ]& M' Q
% c }5 U+ J% O
' ]' J7 \. I3 ^* A7 { y- [1 S; H2.4、保护功能测试：
" N5 F! {' J- ^6 M% F- ~, `' x' p/ K0 ]5 j7 }+ M
2.5、工作环境：
1 G4 W' U$ f' t$ F9 w5 ~
8 y9 [# f+ d0 b* Y: }" J2.6、测试仪器：$ W d% e/ l7 M9 l5 M% U
5 ~" Z8 H2 r# K0 k! ~4 {( f- i
03、样机结构信息
8 r( x: v6 Q3 G1 b. k/ F, E n* u% |" H* d8 N: t. u0 ?6 |; C
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 F5 W# B1 G6 N$ c) p7 W, m k1 C; G! C
3.1、电路原理图及BOM：
! k! v/ W2 b$ |1 i* b) Z% \9 O, x9 l5 M% \5 d6 o! z' l6 J
3.1.1、原理图：! g) f: t8 t. U# b# ]
7 g) x! j* c- ~2 B; y5 o( W
3.1.2、元器件清单：+ K& J% ^7 v ]9 S
5 j1 D# c0 g! G8 B e- `7 H3 v
- e7 \, U8 T3 z9 q1 A3.1.3、PCB 布局&布线：+ K" I0 ~6 _/ q, o
, |" L& H! H" L/ m/ ?0 z, p, Z6 [- [
PCB 顶层布局
2 Q' H( B) ~) D$ T6 w' j! |/ V1 S
PCB 底层布局&布线
* f. h/ H% W. g! e9 h% ]3.2、变压器绕制工艺：* @3 z, j# ~# Q+ \+ a" @
3 v& I: ~: T/ [* c* q4 h4 b' r
3.2.1 电路示意图：
_7 s* L6 N; m' h; d; C; k7 B3 b
4 L, k0 s" [8 o3.2.2、规格参数：
0 b; a3 `( }% |
! Q. Z( A; g+ J, _4 u% q! o1 Y1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；/ ]; U4 d+ e" y7 S
2）材质：TDK PC40 或同等材质；% G4 X: [! U T* O
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
N7 {; ^: V* Z4 {1 d( U- C4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
8 |( G$ z5 j, K2 k9 G5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
q! |" l* t7 o* k6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
+ {. C; k7 `0 y! j! E+ K+ C7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
4 o ]( A1 Q# a8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
& X5 g* Q# u& ?! Q/ ~. i% \3 y! k9）成品要求:浸凡立水；7 ]4 N( z! E ^# B+ i A. P8 g
( Q* H+ l2 b5 h( W7 H0 R* d7 d, ]3.2.3 变压器参数：
1 M; @9 w% e' {- {+ @$ C' f( Y8 D' I9 _
0 h# h) |8 U4 f- i
3.2.4、变压器结构图：! c; f7 v- b# X# r( R2 \" o
4 F7 u6 u6 _* r8 m# n" Z) D( Q04、性能测评
& s6 T/ K7 e/ O1 L: E! h1 [& H# ]5 E, T
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。
- A2 D1 X* k7 Z8 b' c+ ]
8 a, J- x. Z! \" }9 ?4.1、输入特性：5 p& F; o/ K7 W
2 \7 X+ P1 W9 a, x% L1 R
本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz到264V/50Hz)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。4 u3 u& ^" t5 s- L6 p- p# O
- S7 b9 a2 A7 [- k
表1待机功耗
D- e2 b; g3 n2 U8 Y. o9 |; X2 V! T1 v2 }2 o
表2 输出100%负载下的输入特性
# Z( _7 A1 U7 q2 k4 W8 ^- ^7 g2 e# U- V. s& J: Y. f
2 ^' \1 l, h% G9 \, P7 M& Q
表3效率测试（PCB 端）& C6 `- Q! w ~
# B6 @6 q* A! ?$ {4 b表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
" [( G" `, g" [, G# s4 Q/ {
) q* X0 q4 [2 B+ y3 ]- T0 [表5能效等级评估（线端）
+ Z1 _6 w1 o" g6 R" T
2 H" y& L5 g) [0 [4.2、输出特性：
& d8 o* M3 U0 ?
8 n: C$ \) q( H; b4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
( |" n6 ?8 Z% O- R+ ^% ?# L6 u/ V
/ v% |, L" z4 ^6 F6 f# ?, ~3 g4.2.2、输出电压纹波：
, S5 C& w; `/ C5 G4 a! u
; U% t: s# z5 E, ?' W+ P5 f( s8 l注：纹波及噪声在PCB处测试，测试端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容，带宽限制为20MHz。! Y7 S# _2 Y* F4 ]8 ]2 B
; i8 I/ K8 S. g! R8 o9 c h
R&N @ AC100V/60Hz,No Load ) Q8 @6 B, `. f; S! n
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
) n$ N0 d4 I6 f
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
- r2 [2 U1 z/ X
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load * _- a/ q2 t8 ?& w
4.3、保护功能：
4 o- d3 c; o: z8 l+ E( H6 T5 V) T$ |+ p+ o3 y9 T/ [% w$ D) i7 s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" B6 r! M/ s! ?
* g, @( V5 z8 c- X; Q4.3.1、过流保护：! }/ x9 E' J5 a5 g8 e
+ V. n, |0 g7 p6 k" ]
4.3.2、短路保护：. W% h& x2 n' f2 d6 W# k/ ]9 F
) ~* ^1 l% _! Q% E. v4 r- Y功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
- p! f: k9 m4 ?( T, H# L' J" ?8 W, S X' O( b/ P8 U
4.4、系统温升测试
5 E: p, t# Q. r$ @5 Z0 y+ l n4 p* m
- }5 Q: r/ [" d3 @0 ^& p本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。
) D8 F( v& Y. D" V
, h; ], |% s( ?$ V" l; T. F
测试样机及配套外壳
: v6 Z( E/ U5 B1 r7 ~: _9 g" H! E+ y, E& \8 X; d5 A/ d' d) D
4.5、动态测试：
! @ z2 [+ X* W% H, ~2 @( T$ ?3 c1 m2 |3 N
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，输出带线1.5m测试。5 p/ Y# @! e/ r- Q0 l& r
% @& p% H9 ~2 ~% m& o! X% G4 l
AC100V 5ms 0 j* Q9 i# `* @8 J
AC100V 10ms
}5 h) `3 e. b& i) L
AC240V 5ms & ]$ ?( Q3 [! }5 S
AC240V 10ms
9 l+ O$ y% _; {1 d8 a- T2 b& w7 c4.6、系统延时时间测试：
+ V* O' M+ X# j7 e9 W
' U, W, u+ z( g- h4 }
- ^. r# I5 H* \% ]; W" p( P+ K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ! e" d# `7 @. s
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
$ C: _& E4 U. H
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
. \7 n- O3 K, k5 P
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
% f7 i! B7 a3 J/ d1 W, z% V4.7、其它重要波形测试：6 Z2 e# F& n% U& ^- H
9 ]! K5 c. K4 a! x" h, w3 ]4 rDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：6 _" n* q3 x8 h0 F+ q' |9 @
/ v8 L! ]( X: ]1 z( d2 W
AC90/60Hz，100% load " I( Q$ |- R9 m
AC115/60Hz，100% load
* l/ N$ y: g8 B/ y0 r X" s0 a+ Q
AC230/50Hz，100% Load
7 C# j& P8 ]7 z, s* c6 I! a! w
AC264/50Hz，100% load , m0 r0 h( ^/ ^0 d& U) s7 S( Y
其他波形测试
; g1 z: s- [9 s+ W. k! }: q( B/ w8 }5 V, m+ h Q0 E
AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力
0 c! l' ~: r2 ?; K' T/ I
AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力 ) Q% v" c1 e4 H! t
05、EMI评估测试( F3 }7 o& ]9 V
+ b4 h! ^, \7 {' P测试条件：
( u1 N% ~6 _) H" _输入：AC115V/230V/50Hz；
4 E! _ L( A$ H( m. R( e; C" V! Y8 j输出负载：使用大功率电阻；
' j) M1 |8 _, d限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
_2 y U/ e# U/ x* S+ ^
AC115V/50Hz传导L相
0 {* u4 s# I, T I; a1 f, T
AC115V/50Hz传导N相
* x( |* i) T) b, k, p0 `" k# C: q
AC230V/50Hz传导L相
! b( u; [3 _8 N
AC230V/50Hz传导N相
7 b- c9 S* b- N( K1 |1 y
AC115V/50Hz辐射测试
$ h$ u+ Y! K% d2 }2 `6 c
AC230V/50Hz辐射测试 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-16 10:48:22
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