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宽输入电压范围、多种保护功能!你的理想型电源适配器方案在这

思睿达工业通信芯方案 2022-02-25 09:48 次阅读

概述

在上一篇文章,小编给大家介绍了思睿达首颗定制版POE芯片的内容。本文,我们将给大家介绍基于思睿达主推CR6267SJ的18W电源适配器方案,它是你的理想型方案吗?一起来看看吧!

01

样机介绍

该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围,输出功率18W,恒压恒流输出的电源适配器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6267SJ。b199a7c6-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngb1ad6356-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngCR6267SJ_12V1.5A 工程样机示意图

CR6267SJ

CR6267SJ是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6267SJ内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于优化芯片系统待机功耗和提升效率,同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术,保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度,内置的全电压功率自适应补偿技术保 证了系统在全电压范围(90V~264V)内输出恒定的功率。
CR6267SJ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),CS 引脚悬空保 护,输出短路保护,内置前沿消隐电路, 输出整流二极管短路保护电路,输出过压护电路。而且内置所有 PIN 脚悬空保护功能,使得芯片具有更高的可靠性芯片特性
● CR6267SJ 内置650V 高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM 功率开关;● SOP8 封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS 漏极,方便散热设计;● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;● 低功耗以及良好的负载动态特性;● 具有良好的EMI 特性;● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能;● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%;● 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。

基本应用


●小功率电源适配器

●蜂窝电话充电器

数码电源充电器

电脑和服务器辅助电源

●替代线性调整器和RCC

典型应用

b1bce39e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png


引脚分布

b1d4a4e8-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

引脚描述

b20628f6-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

样机PCBA尺寸:66*39*21mm,是一款全电压实现12V 1.5A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为71mW;同时效率能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准;全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。整机(含套件外壳)可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具良好的恒流输出效果;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EE16W加宽磁芯(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:b21fc612-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
2.2、输出特性(PCB END):b236493c-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
2.3、整机参数b243b234-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
2.4、保护功能测试:b26909c6-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png2.5、工作环境:b27e888c-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png2.6、测试仪器:b292f07e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

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:
b2b2afd6-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3.1.2、元器件清单:b2e2a920-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3.1.3、PCB 布局&布线:b31db736-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngPCB 顶层布局b32c6290-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngPCB 底层布局&布线3.2、变压器绕制工艺:
3.2.1、电路示意图:
b33f5602-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3.2.2、规格参数:
1)骨架:EE19W 加宽立式(5+5PIN),Ae=46mm²,槽宽8.5mm;2)材质:TDK PC40 或同等材质;3)N1、N2、N4、N5: 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:1200uH±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:0.3V,10kHz);8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;9)成品要求:浸凡立水;3.2.3、变压器参数:
b3497e3e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png3.2.4、变压器结构示意图:b35b1504-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

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b36e8b84-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png表2 输出100%负载下的输入特性b38785f8-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
表3 效率测试(1.5m 22AWG Cable)b3970276-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
表4 效率测试(PCB END)b3ab15a4-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png表4 能效等级评估(1.5m 22AWG Cable)b3c3a36c-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png4.2、输出特性:
4.2.1、线性调整率和负载调整率: (1.5m 22AWG Cable)
b3d57aec-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png4.2.2、输出恒流特性:b3e22904-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png
4.2.3、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。b3ed848e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngb401f216-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngR&N @ AC90V/60Hz,No Loadb415ca70-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngR&N @ AC90V/60Hz,100% Loadb42f9c34-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngR&N @ AC264V/60Hz,No Load b4416432-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngR&N @ AC264V/60Hz,100% Load4.3、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护及恒流特性
b4533342-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png4.3.2、短路保护:
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
b45e81de-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png4.4、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。b470e158-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png温升测试(℃):b4838376-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png4.5、系统延时时间测试:b48ff93a-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngb49e2cd0-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngTON_DELAY @ AC100V,100% Load b4a85f98-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngTON_DELAY @ AC240V,100% Loadb4bd15f0-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngTHOLD_UP @ AC100V,100% Load b4d0c42e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngTHOLD_UP @ AC240V,100% Loadb4dcb5e0-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngVOVER_SHOOT @ AC100V,100% Load b4fb98c0-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngVOVER_SHOOT @ AC240V,100% Load4.6、动态测试:
注:输出动态负载电流设置为1.5A 持续5/10ms,然后为0A 持续5/10ms 并持续循环,上升/下降设置为3A/us。
b508084e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngb512fac4-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC90V @ 5msb51d0636-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC90V @ 10msb52aa85e-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC264V @ 5ms b5377778-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC264V @ 10ms
4.7、其它重要波形测试:
DRAIN(蓝色)端、CS(红色)端波形图:b54405c4-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC90/60Hz,100% load b5584778-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC115/60Hz,100% load
b565cbfa-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC230/50Hz,100% Load b57e25c4-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100% loadb593d3ce-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100% load 输出肖特基电压b5a6b2c8-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,输出短路,IC 漏极电压

05

EMI 评估测试

测试条件:输入:AC115V/60Hz@230V/50Hz;输出负载:功率电阻;限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)

b5bbbd80-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC115V/60Hz 传导L 相

b5d35e4a-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC115V/60Hz 传导N 相

b5f64932-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC230V/50Hz 传导L 相

b60a954a-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC230V/50Hz 传导N 相

b61d9460-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC115V/60Hz 辐射测试

b62fdbfc-9590-11ec-9d5f-dac502259ad0.png

AC230V/50Hz 辐射测试

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