电源适配器,作为现代电子设备中不可或缺的一部分,发挥着至关重要的作用。它扮演着连接电源和设备之间的桥梁,将电源的电压和电流特性转化为设备所需的稳定电能。一个优秀的电源适配器方案应该具备高效能、稳定性、便携性、多功能和安全性等特点,可以满足用户的各种需求,避免了不必要的麻烦与困扰。本文介绍的是基于思睿达主推的CR6249TM+CR85V25RSA_12V2A电源适配器方案。
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24W,恒压输出的工程样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6249TM、CR85V25RSA。
CR6249TM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图
CR6249TM芯片
CR6249TM是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。其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。QR控制模式提升效率,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。
CR6249TM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,输出过压保护电路。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。
特性
●高能效QR控制模式,采用多模式控制的效率均衡技术;
●输出接20AWG 1.5米,四点平均效率:>87.0%,满足“能源之星V2.0- VI 级能效” ;
●具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP、输出二极管短路保护、内置所以PIN脚悬空保护等保护功能;
●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;
●DIP-8L封装。
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
引脚分布
引脚描述
CR85V25RSA芯片
CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET,具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2.1A电流以内的应用。
特性
●支持CCM&QR&DCM工作模式;
●内置85V 功率MOS管;
●可自供电,支持正端/负端应用;
●精确的外围电路;
●VCC欠压保护;
●最大支持150kHz工作频率。
该样机大小73.8mm×36.8mm,AC264V输入待机功耗<77mW,平均效率>87.38%,能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准;具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能;由振荡电路产生的频率抖动,可以改善EMI特性。
样机的变压器,采用了EE22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:
2.2、输出特性:
2.3、整机参数:
2.4、保护功能测试:
2.5、工作环境:
2.6、测试仪器
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。
(1)原理图:
(2)PCB版图:
3.2、变压器绕制工艺:
(1)变压器电性及结构示意图:
(2)规格参数:
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=58.2mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)初级、反馈:2UEW 漆包线
4)次级:三层绝缘线
5)绝缘胶带:3M1298或同等材质
6)初级绕组感量Lp:0.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))
8)耐压测试=3KV 5mA 1Min
9)成品要求:浸凡立水
(3)变压器参数:
3.3、元器件清单:
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90VAC到264VAC)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、无负载待机功耗(无假负载):
表2、输出带20AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性:
表3、输出外接20AWG 1.5米线测试的效率特性:
4.2、输出特性:
注:以下数据均为外接20AWG 1.5米线测试;
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
4.2.2、输出电压纹波:
注:纹波及噪音在20AWG/1.5M线端测得,在此线端并联10uF/50V电解电容和 0.1uF/50V CBB电容,示波器带宽限制为20MHz。
纹波噪声波形图:
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:
功率计限流电流为2.5A
4.4、动态测试:
注:输出动态负载电流设置为1.8A持续5ms/10ms,然后为0.2A持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/uS。
AC90V @ 5ms
AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms
AC264V @ 10ms
4.5、系统延时时间测试:
注:AC端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。
TON_DELAY @ AC100V,100% Load
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
VOVER_SHORT @ AC100V,No Load
VOVER_SHORT @ AC240V,No Load
05、其它重要波形测试
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
AC90/60Hz,100% Load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% load
AC90/60Hz,100%load 输出 CR85V25RSA Vds
AC264/50Hz,100%load 输出 CR85V25RSA Vds
06、温度测试
测试条件:40℃环境下满载测试。
07、EMI评估测试
测试条件:
输入:230VAC50Hz 输出电流:2A 负载类型:电阻.
限值标准参考:EN55013、EN55022B
传导L 线测试PK+AV
传导N 线测试PK+AV
辐射测试PK+AV
测试条件:
输入:110VAC50Hz 输出电流:2A 负载类型:电阻.
限值标准参考:EN55013、EN55022B
传导L 线测试PK+AV
传导N 线测试PK+AV
辐射测试PK+AV
关于思睿达微电子
思睿达微电子是专注于ADC、DAC、PoE、DC/DC和医用雾化芯片级解决方案的国家高新技术企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣在电源行业18年的积淀与坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务,一“芯”为用户的安全和可靠。
审核编辑 黄宇
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