現(xiàn)代電子設(shè)備已完全離不開(kāi)電源適配器,它不僅為電子產(chǎn)品提供穩(wěn)定可靠的電源,而且設(shè)計(jì)多樣化、功能也越來(lái)越強(qiáng)大。它廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、家電、醫(yī)療、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,是電子產(chǎn)品的重要部件之一,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的性能、可靠性和使用壽命。 本篇文章介紹的是CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A電源適配器方案,其中CR6267SM集成了軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP等完整的保護(hù)功能,可以保證電子產(chǎn)品的安全性。
1、樣機(jī)介紹
該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)能適用于寬輸入電壓范圍,輸出功率24W,恒壓輸出的工程樣機(jī),控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6267SM、CR85V25RSA。
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程樣機(jī)示意圖
關(guān)于CR6267SM
CR6267SM是一款高性能原邊檢測(cè)控制的PWM開(kāi)關(guān),待機(jī)功耗小于75mW。CR6267SM內(nèi)部采用了多模式控制的效率均衡技術(shù),用于優(yōu)化芯片系統(tǒng)待機(jī)功耗和提升效率,同時(shí)采用了初級(jí)電感量補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)部集成的輸出線電壓補(bǔ)償技術(shù),保證了芯片在批量生產(chǎn)過(guò)程中CC/CV輸出精度,內(nèi)置的全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)保證了系統(tǒng)在全電壓范圍(90V~264V)內(nèi)輸出恒定的功率。
CR6267SM集成了多種功能和保護(hù)特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD過(guò)壓保護(hù)(OVP),軟啟動(dòng),過(guò)溫保護(hù)(OTP),逐周期電流限制(OCP),CS引腳懸空保護(hù),輸出短路保護(hù),內(nèi)置前沿消隱電路,輸出整流二極管短路保護(hù)電路,輸出過(guò)壓保護(hù)電路。而且內(nèi)置所有PIN腳懸空保護(hù)功能,使得芯片具有更高的可靠性。
芯片特性:
● CR6267SM是采用內(nèi)置650V高壓功率MOSFET;反激式原邊檢測(cè)PWM功率開(kāi)關(guān);
● 具有軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP等自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能;
● 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC/DC電源適配器、充電器;多模式控制的效率均衡技術(shù),能滿足能效六要求;
● 具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載特性;具有良好的EMI特性;
● 較低的IC功耗,SOP8封裝,一側(cè)引腳均為MOS漏級(jí)以優(yōu)化散熱;
基本應(yīng)用
● 小功率電源適配器
● 蜂窩電話充電器
● 數(shù)碼電源充電器
● 電腦和服務(wù)器輔助電源
● 替代線性調(diào)整器和RCC
典型應(yīng)用
引腳分布
引腳描述
關(guān)于CR85V25RSA芯片特性:
● 精簡(jiǎn)外圍電路,應(yīng)用簡(jiǎn)單的同步整流IC,用于CCM、DCM、QR模式;
●具有自供電功能,設(shè)計(jì)方便可用于正端、負(fù)端應(yīng)用;
● D端85V耐壓,用于輸出5~12V以內(nèi)的應(yīng)用。
該樣機(jī)是一款基于CR6267SM設(shè)計(jì),全電壓實(shí)現(xiàn)12V2A 24W功率輸出。AC100V滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下,實(shí)現(xiàn)AC240V樣機(jī)待機(jī)功耗<75mW;典型輸入電壓時(shí)平均效率>86.8%;能夠滿足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“COC_T2”;全電壓可實(shí)現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。
樣機(jī)尺寸W*L*H:74*37mm*25mm,樣機(jī)的變壓器,采用了EE22加寬加厚磁芯(PC40材質(zhì)),變壓器繞制工藝部分,請(qǐng)見(jiàn)后文詳細(xì)說(shuō)明。
CR85V25RSA是一款采用內(nèi)置85V功率MOSFET,具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。適用于輸出2A電流以內(nèi)的應(yīng)用。
2、樣機(jī)特性
以下表格為工程樣機(jī)的主要特性,具體測(cè)試方法在第 4 章節(jié)中有詳細(xì)說(shuō)明。
2.1 輸入特性:
2.2 輸出特性:
2.3 整機(jī)參數(shù):
2.4 保護(hù)功能測(cè)試:
2.5 工作環(huán)境:
2.6 測(cè)試儀器
3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息
本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu),變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。
3.1 電路原理圖及PCB版圖:
原理圖:
PCB版圖:
頂層布局圖
底層布局和底層布線圖
3.2 變壓器繞制工藝:
(1)變壓器電性及結(jié)構(gòu)示意圖:
(2)規(guī)格參數(shù):
1) 骨架:EE22 立式加寬(7PIN),Ae=58.2mm²;
2) 材質(zhì):TDK PC40 或同等材質(zhì);
3) 初級(jí)、反饋: 2UEW 漆包線
4) 次級(jí): 三層絕緣線
5) 絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)
6) 初級(jí)繞組感量Lp:0.9mH±5%(測(cè)試條件:0.25V,1kHz);
7) 漏感量LLK:要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件:0.25V,10kHz))
8) 耐壓測(cè)試= 3KV 5mA 1Min
9) 成品要求:浸凡立水
(3)變壓器參數(shù):
3.3 元器件清單:
4、性能測(cè)評(píng)
本小節(jié)對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試,以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看,以下各項(xiàng)測(cè)試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1 輸入特性:
本模板經(jīng)過(guò)在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負(fù)載條件(空載和滿載)下測(cè)試,得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。
表1 、無(wú)負(fù)載待機(jī)功耗:
表2、 輸出100%載下的輸入特性
表3、輸出PCB端測(cè)試的效率特性:
4.2 輸出特性:
注:以下數(shù)據(jù)均為PCB端測(cè)試;
4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率:
4.2.2 輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在10cm線端測(cè)得,在此線端并聯(lián)10uF/50V電解電容和 0.1uF/50V CBB電容,示波器帶寬限制為 20MHz。
紋波噪聲波形圖:
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
4.3 保護(hù)功能:
以下涉及過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。
4.3.1 過(guò)流保護(hù):
4.3.2 短路保護(hù):
功率計(jì)限流電流為 2.5A
4.4 動(dòng)態(tài)測(cè)試:
注:輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為 2A 持續(xù) 5ms/10ms,然后為 0 A 持續(xù) 5ms/10ms 并持續(xù)循環(huán),上升/下降設(shè)置為 5A/uS。
AC90V @ 5ms
AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms
AC264V @ 10ms
4.5 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試:
注:AC 端、VO輸出端波形圖。
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
VOVER_SHORT @ AC100V,No Load
VOVER_SHORT @ AC240V,No Load
5、其它重要波形測(cè)試
DRAIN端、CS端波形圖:
AC90/60Hz,100% Load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100%load 6267 電壓應(yīng)力
AC264/50Hz,100%load 同步整流 電壓 應(yīng)力
6、溫度測(cè)試
測(cè)試條件:40℃環(huán)境下輸出 2A 測(cè)試。
7、EMI 評(píng)估測(cè)試
測(cè)試條件:輸出電流:2A 負(fù)載類型:電阻。限值標(biāo)準(zhǔn)參考:EN55013、EN55022B
AC230V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV
AC230V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV
AC120V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV
AC120V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV
AC230V 輻射測(cè)試 PK+AV
AC120V 輻射測(cè)試 PK+AV
AC230V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容
AC120V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容