電源適配器又叫外置電源,是小型便攜式電子設備及電子電器的供電電壓變換設備,常見于手機、液晶顯示器和筆記本電腦等小型電子產品上。
電源適配器廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫(yī)療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設備、安防、電腦機箱、數(shù)碼產品和儀器類等領域,并且在這些領域都有著不可忽視的作用。
今天要給大家介紹的是思睿達24W電源適配器方案,該方案的控制IC采用了思睿達主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下為方案的具體內容:
01
樣機介紹
該測試報告是基于一個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,控制IC采用了思睿達主推的CR6267SM、CR85V25RSA。
CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程樣機示意圖
CR6267SM芯片特性:
CR6267SM是一款高性能原邊檢測控制的PWM開關,待機功耗小于75mW。CR6267內部采用了多模式控制的效率均衡技術,用于優(yōu)化芯片系統(tǒng)待機功耗和提升效率,同時采用了初級電感量補償技術和內部集成的輸出線電壓補償技術,保證了芯片在批量生產過程中 CC/CV 輸出精度,內置的全電壓功率自適應補償技術保證了系統(tǒng)在全電壓范圍(90V~264V)內輸出恒定的功率。
CR6267SM集成了多種功能和保護特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD過壓保護(OVP),軟啟動,過溫保護(OTP),逐周期電流限制(OCP),CS引腳懸空保護,輸出短路保護,內置前沿消隱電路,輸出整流二極管短路保護電路,輸出過壓保護電路。而且內置所有PIN腳懸空保護功能,使得芯片具有更高的可靠性。
●CR6267SM是采用內置650V高壓功率MOSFET;反激式原邊檢測PWM功率開關;●待機功耗低于75mW●原邊檢測拓撲結構,無需光耦和TL431●全電壓范圍內高精度恒壓和恒流輸出●可編程CC/CV模式控制●高能效QR控制模式●內置輸出線電壓補償功能●內置初級電感量偏差補償功能●內置全電壓功率自適應補償功能●動態(tài)負載響應功能●內置過溫度保護功能●內置輸出短路保護功能●內置前沿消隱●啟動電流和工作電流低●VDD端過壓保護和鉗位保護●逐周期過流保護●內置輸出整流二極管短路保護●內置輸出過壓保護功能●內置所有PIN腳懸空保護功能●4個引腳散熱●SOP-8L綠色封裝
基本應用
●小功率電源適配器
●蜂窩電話充電器
●數(shù)碼電源充電器
●電腦和服務器輔助電源
●替代線性調整器和RCC
典型應用
引腳分布
引腳描述
CR85V25RSA芯片特性:
● 精簡外圍電路,應用簡單的同步整流IC,用于CCM、DCM、QR模式;
●具有自供電功能,設計方便可用于正端、負端應用;
●D端85V耐壓,用于輸出5~12V以內的應用。
該樣機是一款基于CR6267SM設計,全電壓實現(xiàn)12V2A 24W功率輸出。AC100V滿足啟動時間的條件下,實現(xiàn)AC240V樣機待機功耗<75mW;典型輸入電壓時平均效率>86.8%;能夠滿足最嚴格的能效標準“COC_T2”;全電壓可實現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。
樣機尺寸W*L*H:74*37mm*25mm,樣機的變壓器,采用了EE22加寬加厚磁芯(PC40材質),變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
CR85V25RSA是一款采用內置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電流以內的應用。
02
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(jié)中有詳細說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性:
2.3、整機參數(shù):
2.4、保護功能測試:
2.5、工作環(huán)境:
2.6、測試儀器
03
樣機結構信息
本小節(jié)展示了工程樣機的電路、版圖結構,變壓器結構及工藝。
原理圖:
PCB版圖:
頂層布局圖
底層布局和線圖
3.2、變壓器繞制工藝:
(1)變壓器電性及結構示意圖:
(2)規(guī)格參數(shù):
1)骨架:EE22 立式加寬(7PIN),Ae=58.2mm2;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)初級、反饋: 2UEW 漆包線
4)次級: 三層絕緣線
5)絕緣膠帶:3M1298 或同等材質
6)初級繞組感量Lp:0.9mH±5%(測試條件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件:0.25V,10kHz))
8)耐壓測試= 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:
04
性能測評
本小節(jié)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:
本模板經(jīng)過在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負載條件(空載和滿載)下測試,得到待機功耗、效率及平均效率。
表1、無負載待機功耗:
表2、輸出100%載下的輸入特性
表3、輸出PCB端測試的效率特性:
4.2、輸出特性:
注:以下數(shù)據(jù)均為PCB端測試;
4.2.1、線性調整率和負載調整率:
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在10cm線端測得,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:
功率計限流電流為 2.5A
4.4 動態(tài)測試:
注:輸出動態(tài)負載電流設置為2A持續(xù)5ms/10ms,然后為0A持續(xù)5ms/10ms并持續(xù)循環(huán),上升/下降設置為5A/uS。
AC90V @ 5ms
AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms
AC264V @ 10ms
4.5、系統(tǒng)延時時間測試:
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
05
其它重要波形測試
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電壓應力
AC264/50Hz,100% load 同步整流 電壓應力
06
溫度測試
測試條件:40℃環(huán)境下輸出2A測試。
07
EMI評估測試
測試條件:
輸出電流:2A 負載類型:電阻。
限值標準參考:EN55013、EN55022B。
AC230V 傳導 L 線測試 PK+AV
AC230V 傳導 N 線測試 PK+AV
AC120V 傳導 L 線測試 PK+AV
AC120V 傳導 N 線測試 PK+AV
AC230V 輻射測試 PK+AV
AC120V 輻射測試 PK+AV
AC230V 輻射測試 PK+AV DS 加 47pf 電容
AC120V 輻射測試 PK+AV DS 加 47pf 電容
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