在上一篇文章,我們給大家介紹了基于思睿達主推的CR3215A 輸出 12V0.4A 參考設計。本文,我們將介紹基于思睿達主推的CR1252+CR3012單電壓實現12V20A輸出的電源適配器解決方案。它具有具有良好的動態負載能力,良好的恒壓輸出效果,同時具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多種保護功能。話不多說,一起來看看吧!
1、樣機介紹
該測試報告是基于一個適用于AC176V~AC264V 輸入電壓范圍、輸出功率240W恒壓輸出的開關電源樣機,控制IC 采用了本公司的CR1252 和CR3012。
CR1252+CR3012_12V20A 工程樣機示意圖?
CR1252芯片
CR1252是一款高性能電流模控制芯片,其工作在正激工作模式,外置內部工作頻率可調引腳,通過選擇電阻調整芯片工作頻率,芯片內置獨特的過載保護機制,內置線電壓低壓保護功能,使系統工作更安全,可用于PC 電源,游戲機電源等領域。芯片采用SOP-8L 封裝。
特性
● 可應用于正激或反激的電流模式PWM 控制芯片;
● 內置軟啟動,減小MOSFET 的應力,內置斜坡補償電路;
● 可設定開關頻率,最高可達500kHz,具有頻率抖動功能,具有良好的EMI特性;
● 具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP 等保護功能;
● 電路結構簡單、較少的外圍元器件,適用于中等功率PC 電源、游戲機適配器。
應用
●PC電源
●游戲機適配器
●正激轉換器
管腳排列圖
引腳說明
典型應用電路
CR3012 芯片特性:
● 外置MOS SOP-8 封裝同步整流芯片,可工作于CCM、DCM 和QR 模式;
● 最高工作頻率400KHz,精簡外圍電路;
● 較低的工作電流和較高的系統效率滿足能效要求。
樣機PCBA尺寸:211*107*30mm( L*W*H),是一款單電壓實現12V20A輸出的電源適配器。樣機具有良好的動態負載能力,良好的恒壓輸出效果,同時具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多種保護功能。
樣機的變壓器,采用了POT4020磁芯(PC40材質)。變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
2、樣機特性
以下表格為工程樣機的主要特性,具體測試方法在第4 章節中有詳細說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性(PCB 端):
2.3、整機參數:
2.4、保護功能測試:
2.5、工作環境:
2.6、測試儀器:
3、樣機結構信息
本小節展示了工程樣機的電路、版圖結構,變壓器結構及工藝。
3.1、電路原理圖及BOM:
3.1.1 原理圖:
3.1.2、元器件清單:
3.1.3、PCB 布局&布線:
PCB 頂層布局&布線
PCB 底層布局&布線
3.2、變壓器繞制工藝:
3.2.1 電路示意圖:
3.2.2 規格參數:
1)骨架:POT4020 立式(6+6PIN),Ae=205mm2;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)N2、N3: 2UEW 漆包線;N1、N4、N5: 三層絕緣線;
4)絕緣膠帶:3M900 或同等材質;
5)初級繞組感量Lp:7mH±5%(測試條件:0.3V,10kHz);
6)耐壓測試= 3KV 5mA 1Min;
7)成品要求:浸凡立水;3.2.3、變壓器參數:
3.2.4、變壓器結構圖:
3.2.5、驅動變壓器EE13 參數:
4、性能測評
本小節對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試,以下詳解了測試方法及結果。從測試結果來看,以下各項測試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1、輸入特性:
本模板在不同的輸入電壓(從176V/50Hz 到264V/50Hz)下測試,得到待機功耗、效率及平均效率。
表1 待機功耗
表2 輸出100%負載下的輸入特性
表3 效率測試(PCB 端)
4.2、輸出特性:
4.2.1 線性調整率和負載調整率: (PCB END)
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪聲在PCB 處測試,測試端并聯0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容,帶寬限制為20MHz。
R&N @ AC176V/50Hz,No Load
R&N @ AC176V/50Hz,100% Load
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
4.3、保護功能:
以下涉及過流保護、短路保護的測試。
4.3.1、過流保護:
4.3.2、短路保護:
功率計電流量程2.5A,開啟平均值模式測量。
4.4、整機熱量圖
測試條件:輸入AC220V/50Hz,輸出電流20A。
4.5、動態測試:
輸出動態負載電流設置為20A 持續5ms/10ms,然后為0A 持續5ms/10ms 并持續循環,上升/下降設置為5A/us。
AC176V 5ms
AC176V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms
4.6、系統延時時間測試:
TON_DELAY@ AC176V,100% Load
TON_DELAY@ AC264V,100% Load
THOLD_UP@ AC1760V,100% Load
THOLD_UP@ AC264V,100% Load
VOVER_SHOOT@ AC176V,100% Load
VOVER_SHOOT@ AC264V,100% Load
4.7、其它重要波形測試:
下管DRAIN(紅色)端、CS(藍色)端波形圖:
AC176V/50Hz,100% load
AC220V/50Hz,100% load
AC264V/50Hz,100% Load
下管VDS/次級繞組
驅動波形(AC264V/50Hz)
驅動變壓器初級和次級
Q101 和Q104(深藍色為Q104)
其他波形(AC264V/50Hz)
續流管Q104_VDS
整流管Q101_VDS
關于思睿達微電子
思睿達是專注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片級解決方案的高科技企業,目前同步推廣啟臣微全系列產品,希望將啟臣15年在電源行業這份積淀,這份堅持發揚光大。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務。
多種方案,歡迎隨時交流溝通。思睿達聯系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,歡迎來電咨詢,申請樣品。感謝!
審核編輯 黃昊宇
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