概述
上一篇文章我们介绍了基于思睿达主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。在本文,我们将介绍基于思睿达主推的CR5149TJ_18W电源适配器方案。
01、样机介绍
该报告是基于能够适用于宽输入电压范围,输出功率18W,恒压输出的电源适配器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR5149TJ。
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CR5149TJ_12V1.5A工程样机示意图
关于CR5149TJ
CR5149TJ 是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM 混合电流模式PWM 控制开关。CR5149TJ 轻载时会降低频率,最低频率22kHz可避免音频噪声。CR5149TJ 提供了完整的保护功能,如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO 等。软启动功能可以减少系统启动时MOSFET 的应力,前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计,降低开关噪声,简化了EMI 设计。CR5149TJ 提供DIP-8L的封装。
CR5149TJ芯片特性:
●较低的启动电流 (大约3μA)
●全电压范围待机低于75mW
●满足六级能效标准
●内置软启动减少MOSFET应力
●内建同步斜坡补偿,消除次谐波振荡
●内建频率抖动功能,降低EMI
●内置65kHz开关频率
●轻载降低工作频率
●VDD宽工作范围
●VDD过压保护功能
●内置前沿消隐电路
●逐周期过流保护
●内置过温保护
●过载保护
●DIP-8L绿色封装
基本应用
●电源适配器
●机顶盒电源
●充电器
●存储设备电源
管脚排列
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管脚描述
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典型应用
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样机PCBA尺寸:66*39*24mm,是一款全电压实现12V1.5A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为70mW;全电压输入时平均效率>86 %;输出接22AWG1.5米线能够满足最严格的 “COC_V5_T2” 能效标准。
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。
样机的变压器,采用了EE19W加厚磁芯(PC40材质)。变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
02、样机特性
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。
2.1、输入特性:
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2.2、输出特性(PCB END):
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2.3、整机参数:
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2.4、保护功能测试:
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2.5、工作环境:
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2.6、测试仪器:
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03、样机结构信息
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。
3.1、电路原理图及 BOM:
3.1.1、原理图:
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3.1.2、元器件清单:
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3.1.3、PCB 布局&布线:
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PCB 顶层布局
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PCB 底层布局
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PCB 底层布线
3.2、变压器绕制工艺:
3.2.1、电路示意图:
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3.2.2、规格参数:
1)骨架:EE19W 磁芯加厚立式(5+5PIN),Ae=46mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)N1、N2: 2UEW 漆包线;N3: 三层绝缘线;
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
6)初级绕组感量Lp:1.8mH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
7)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));
8)耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;3.2.3、变压器参数:
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3.2.4、变压器结构图:
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04、性能测评
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。
4.1、输入特性:
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。
表 1 待机功耗
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表 2 输出 100%负载下的输入特性
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表 3 效率测试(1.5M 22AWG Cable)

表 4 效率测试(PCB END)
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表 5 能效等级评估(1.5M 22AWG Cable)
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4.2、输出特性:
4.2.1、线性调整率和负载调整率: ( PCB END )
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4.2.2、输出电压纹波:
注:纹波及噪声在 1.5M 22AWG 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。

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R&N @ AC90V/60Hz,No Load

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
4.3、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护:

4.3.2、短路保护:
功率计电流量程 2.5A,开启平均值模式测量。

4.4、系统温升测试
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。

测试样机及配套外壳
温升测试:(℃)
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4.5、动态测试:
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。(1.5M 22AWG Cable)
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AC90V 5ms
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AC90V 10ms
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AC264V 5ms
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AC264V 10ms
4.6、系统延时时间测试:
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
TON_DELAY@ AC90V,100% Load

TON_DELAY@ AC240V,100% Load
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THOLD_UP@ AC90V,100% Load

THOLD_UP@ AC240V,100% Load
4.7、其它重要波形测试:
DRAIN(蓝色)端、CS(红色)端波形图:

05、EMI评估测试
测试条件:
输入:AC120V-60HZ/230V-50Hz;
输出负载用大功率电阻;
限值标准 参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
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关于思睿达微电子

思睿达是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣15年在电源行业这份积淀,这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。
多种方案,欢迎随时交流沟通。思睿达联系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,欢迎来电咨询,申请样品。感谢!
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