本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-9-8 14:04 编辑 ) ? v, E2 O) d+ M
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接下来，我们给大家带来的是基于本公司主推的CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A电源充电器解决方案。对比之前的电源充电器样机，该样机的特性和结构信息又有什么不同？其能否满足客户的要求呢？一起来揭晓吧！
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01、样机介绍
: _6 r$ h9 L) {! P, z5 }" p$ I3 _* E9 b* y! n ~, }4 m! E0 f
该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率18W，恒压输出的电源充电器样机，控制IC 采用了本公司主推的CR5269SSJ 和CR3018L。' f+ ?; E- d% K/ U5 _
* {2 o5 o3 @% h) u: r8 ^+ N+ I8 u) v1 o8 O/ F) b
CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图
% U" o* q) G9 G4 U6 Q* {6 q$ P/ WCR5269SSJ
s0 x. {' E4 B T3 o& P1 J' q! E# B
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。
! _' j' ?3 z: {9 |2 U7 V
6 d( |7 ~; B6 @- k芯片特性 6 k# F8 Z0 g7 f2 t$ a) c, I" f
- `9 o2 Q! A5 `! j6 ^
● CR5269SSJ 是SOP8 封装的新型反激功率开关；
0 ^! ~9 M; m% k1 l: O0 V+ @* b# \3 H● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；6 j/ ?7 E9 L! l0 D4 S6 t6 A
● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性； 4 w: d0 j$ E6 [9 H
● 具有良好的动态响应功能； + s' }8 |, Y' l3 d- I7 w
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
, t" ~/ k; O9 H2 E● 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 h/ R8 Q2 g4 H% ~
● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；' i' ~* y0 g( q* K& F
& A: l6 v i4 x; b* a
基本应用* J( S! T+ \& Z1 b& p
6 |6 F6 S i7 k( W0 a● 电源适配器
4 Q7 p! \ _; a) o( |● 开放式电源
1 D t, L% Q5 c, b3 l- W# [/ M● 数码相机和摄像机电源
2 ^( ^+ h4 k G● 电脑和服务器辅助电源
% {) {- U: R4 f+ w8 t) p5 m' o● 机顶盒电源 5 P0 h; P& E) V' N5 P
● 掌上电脑电源
) y4 e0 I$ [/ W9 ?4 l
$ r8 O+ H8 |! Q6 p9 Y# S引脚分布
6 w8 P0 W$ `. H8 m9 S9 T
" p; ~* K n& V5 F9 v: Y" Q: x5 D% J
引脚描述
" V1 J u, k6 R% E' k: t) O
. Z7 r3 u& ^& \
/ W# ^2 Y- r' m g$ h
典型应用8 i C: J: ], R. U1 y
, w$ u6 s$ E) h" X6 s3 D2 R( r3 M
% V) Y4 y2 f* k1 s
& M% x* H! m% g" I
CR3018L芯片特性：
" ?) V; y+ u2 W& n
9 z+ D; C" S. o1 w● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；* B- j% _: A% j
● CR3018L 内置75V 的MOS；; `( @! B7 G& s& t; c# I
● 较低的工作电流和较高的系统效率，SOP-8L 绿色封装。! g. L& V6 A4 z% h6 H# f) d3 @" m4 l( S
3 T ?1 ?( W' N9 ^' g样机PCBA尺寸：62.6*33.7mm，是一款全电压实现12V1.5A输出的电源充电器。90VAC满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为66mW；全电压输入时平均效率>87.4%；能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。4 H; t: p# e$ |- P5 T
: G/ X6 {! ~* p! K- d! X, A1 P4 {# W" c
样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。9 y2 Y3 M O( `/ W: y. C0 u
- e; l$ b7 x) U" W' L% v4 O样机的变压器，采用了EE16+加厚磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
4 b* ^7 M9 q5 K1 K' R& O$ M- G/ U3 M& {
02、样机特性
9 r. a% t$ q3 ^: M) t# r- M( ^' }; {9 ]* E* t, X
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。
; y9 ?! j9 ^3 I
. i8 Y5 M& d/ r7 W2 T2 z& d: J1 \2.1、输入特性：
) a% N, C/ S5 }3 S3 S3 K
; Z! w# I+ z& w3 G# J7 ~. V! t) `' n
2.2、输出特性(PCB END)：4 j3 t% ]3 y# R0 }, Z
% u2 U- y+ f5 x( m$ [! I
& Y1 d* V x6 b8 k0 \1 `2 g( r* Z% O2.3、整机参数：3 g, \( n- b% r, J3 P7 Q
6 r/ ?8 A/ L+ e9 f5 ]! B) X6 @
2.4、保护功能测试：: Z, e7 r* T5 `; S
& r/ {4 r% H& I* r
2.5、工作环境：# w* G: y# T7 R, y3 N0 @3 ?
v, ]& h, h3 f, |. N* G2.6、测试仪器：
8 ~4 k/ a4 @# R1 f' O) ?4 m& V
% O1 s: T1 v& Y$ s' {) O" H03、样机结构信息
. [# S3 Y8 T) D5 X
: z! S4 f' K( A7 d+ 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。9 d5 \+ _$ E! _
5 N: k" p5 A1 u4 h4 d: g4 C( I! w' r7 J3.1、电路原理图及BOM：9 @% Y8 D1 t+ }$ m) J$ q( l* D
/ P! M9 d' [9 b' u; l8 U8 b3.1.1、原理图：
7 x3 ~' [% m4 t0 K
2 @5 ?9 G6 r' ]5 Q6 i3.1.2、元器件清单：
" O R& p; Z9 d7 `7 B4 f" c: N: }6 D6 |6 Y D
3.1.3、PCB 布局&布线：
3 T# B9 ~" x2 w6 x7 I* J& _# n; B, k& k; K* q9 X- i# j
PCB 顶层布局走线
" \ R/ S+ D; [% x- m4 APCB 底层布局 V4 x# M6 b, ~! j9 y
PCB 底层布线走线
$ V3 x" X. N/ M% ?2 w7 ?3.2、变压器绕制工艺：
! a0 r) Y0 a0 M# c+ V: C3 D: w, v1 Y! I0 z' y( h7 t9 g& a* t4 z3 F
3.2.1 电路示意图：
: g0 H* E- e& X O1 M5 S1 S! z
0 r& V: e) o$ M) ]& X% J: \" l+ v" ]7 } r8 t/ b
3.2.2、规格参数：
' B* v" m1 A! C! o3 E9 L1 y) B0 t* P# q6 q! E$ k$ c: E4 R2 C
1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；& A/ M8 C' \9 }4 S& i s
2）材质：TDK PC40 或同等材质；5 A' b8 D b* C6 H9 @
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
7 S6 I9 X( x2 J7 Y3 M9 a1 I$ [: M7 B4）磁芯接地Pin5;% P- \9 _+ I% O- l8 g8 `8 G% w
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；: t$ S9 j( Q( ]9 u; f$ R2 W1 n6 t% p
6）初级绕组感量Lp：1.1mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
1 A) A- p+ L, d0 y5 F, o& g9 V7）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）)； y6 V5 k% P5 O, e+ d7 [5 D e
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；* Y# f6 m: S% v; w
9）成品要求:浸凡立水；
- K; p5 _" I- o* [7 ~% b0 N% h7 W: t( s7 S) a5 H' a
3.2.3、变压器参数:
p$ c8 w9 I- W/ U: F5 t% C
" ]8 d) P, s, @3.2.4、变压器结构图：8 k9 @3 g' g" }+ K |, C3 ~
. H; |/ V s% j& d' q% b, Y04、性能测评
9 [5 I$ u, K$ n( l1 k- Q# A- ]4 i4 M- h
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。+ W; t* P/ a# v% ^; E- ]5 N2 a8 z1 d: P
. K1 {2 k/ l! F7 V; W, C4.1、输入特性：- X- u4 |3 m% W# A3 Y1 Q( g
& p* ?- y, k; l3 ?* K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。- ^! R5 g/ ^0 V# A/ [* {7 v- W
7 E0 x+ e" S1 G( u9 _
表1 待机功耗
: m/ @ P' g+ ~$ `& T
0 P3 _4 e; X- F7 a! n. X+ d1 {4 E5 ~: |( R9 u0 a. Q
表2 输出100%负载下的输入特性# _3 f( r5 j+ Y( \4 S5 g; u2 R
& c: p6 g* T O& W! K" ~
: C# W, h1 _3 s表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）! K2 \, R; A4 J! E$ o a$ O) O
/ W9 l% D: @ f4 P' f* u表4 效率测试（PCB END 测试）- P& r+ |$ s& O, k
9 f2 z2 J' A* Z
表5 能效等级评估: h+ n! F+ d. q U
& D6 W* k6 R; U& a! W+ F' ^* e
4.2、输出特性：4 f; _' i+ e0 \. p. Y7 y
5 c9 H6 T9 i8 \& S) R( K
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
- ^! [( |! _# g' |0 d+ A" v" j. j; d
4.2.2、输出电压纹波：- s; R' c. A. P6 ^/ u& {: L
$ Z+ D7 ~" u4 L4 w) r% Q注：纹波及噪声在USB 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。
# F& K6 v& V7 r$ k2 @
* o4 [5 A. i: S3 `& c ~& z! c Q$ {; M1 O
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
% t: u: W# A% y1 w. tR&N @ AC90V/60Hz,100% Load ( ?6 V* e& ^- }" a3 b# ~; }
R&N @ AC264V/50Hz,No Load / V8 S" g6 D0 ?2 E1 k/ ~
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load " c4 s5 c/ E' R6 G6 u; B
4.3、保护功能：" ~& W. N- f5 h! Q% ~. w( m, J
/ P7 e% D/ H/ z$ X
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; W, ^2 u% d) i# ?
* K; K5 g( \# j6 e5 g4.3.1、过流保护：0 Q( |0 k, K% x6 c8 w$ U
( @. b( |8 m; A: B' U5 w9 z4.3.2、短路保护：
7 E, q0 O, w/ w2 {0 ] ~3 a1 K+ r" ~/ E8 H( d- V5 a$ m+ B
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
) [5 n1 ^+ d! `5 e- q3 R- S
' i) n4 W7 O8 |* p7 k2 I1 U- }8 h' r+ y1 w' G
4.4、系统温升测试
- I( r7 X+ @2 \9 W+ n }9 ]) w7 y% O3 I8 p+ `/ A' H" m( j, c
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时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为90V~264V，输出电流1.5A。* ~0 D3 i) l8 ]6 f6 A
# ~" x. _/ x6 W. N0 r" o
测试样机及配套外壳
. [& o& l9 X! T4 t3 X
3 M6 b& w$ Z2 }% P4.5、动态测试：: T. }2 u1 g2 U( K+ `6 F+ t
5 k7 b& M/ z) M3 U: k, I
输出动态负载电流设置为1.5A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。
$ @) D! m6 H! E: D; h
9 n: i) l, T' C1 d) _+ ^8 P9 G0 j9 o2 f0 e- n$ V
AC90V 5ms 3 B0 I9 z9 p2 n- l7 {
AC264V 5ms
3 R8 H4 q6 M& S7 i( \5 P0 uAC90V 10ms
+ @, Q7 D. Q; \8 B3 |4 ?* q- GAC264V 10ms 4 q5 l) E9 `2 G2 y% Q |, L4 }
4.6、系统延时时间测试：/ t- O& R/ A$ v' \& p/ o" O t0 j
1 K1 C, {! m7 ]. c( m: ZTON_DELAY @ AC100V，100% Load
; s2 m, [! e3 r7 ^1 X' u) U: [TON_DELAY @ AC240V，100% Load
6 O4 W+ p$ e) u1 cTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
6 d# _% O6 V5 v9 A0 d& |& N0 ATHOLD_UP @ AC240V，100% Load & a8 T0 X: G( @" d* H( r
4.7、其它重要波形测试：/ i n/ c: `. ~
" `; c% S9 m6 T% K, f" [
AC90/60Hz，100% load CS 波形
0 W" A3 n& ]$ l# }( L/ |3 GAC264/50Hz，100% load DRAIN 548V
* s6 K$ Y9 z5 z( A2 n/ \AC90/60Hz，输出短路周期1.5S $ N/ D, U4 `& |; _# Q. N" Y
AC264/50Hz，100% load VD 67.7V ; D8 x! ?) f% l, C0 C0 E2 G9 U9 e
05、EMI评估测试6 L8 O7 z9 r) N& ?8 |
' i7 \0 A9 q0 S1 [. c3 m1 ?
测试条件：& O E( e/ Z* O9 u7 a- @' ?
4 O9 Q. E" g7 v, f* o8 y
输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；. j1 a8 b# z9 l
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
, s# p% I; V( ]; b8 o1 l2 U- n2 ]" t. X* A" ]
AC115V-传导L 相
4 E: i& P9 }9 S/ G3 i( ?2 bAC115V-传导N 相 6 o1 ] q2 J7 I2 L; `& H
AC230V-传导L 相
" y! K: u5 G# M& ~, P* b: {* _AC230V-传导N 相 1 Q4 ` t: P" m' o2 j- I
AC115V-辐射测试 D( Y* M. B1 r0 e8 K
AC230V-辐射测试
/ i! Y5 j5 H8 r5 Q" l) h% U& G. i& r. @+ s
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-9-8 13:34:49
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