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高效能量供应!离线式12W适配器方案与你的设备完美匹配

思睿达小妹妹 来源:思睿达小妹妹 作者:思睿达小妹妹 2024-03-19 09:34 次阅读

智能手机到笔记本电脑,我们依赖于电子设备来完成各种任务,无论是工作、娱乐还是社交。然而,这些电子设备都需要电力供应,而适配器就成了将电力传输到设备的关键组件之一。在这个领域,基于思睿达主推的CR6212BSG离线式12W适配器方案引起了关注,因其高效、便携和可靠的特点,成为了许多电子设备制造商的首选。

传统的适配器方案往往存在一些缺点,比如体积大、效率低、发热量高等问题。然而,离线式12W适配器方案通过采用先进的技术和设计理念,成功地解决了这些问题。该方案提高了电能转换的效率,减少了能量的损耗,从而使设备在充电过程中更加省电和稳定。

1、样机介绍

该测试报告基于宽输入电压范围的恒压输出的离线式12W适配器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6212BSG。

wKgaomX465CASnZ2AAU2W7V_4PQ951.pngwKgZomX465KAYPXJAAYF1wPZ0is538.pngCR6212BSG_12V1A 无Y 工程样机示意图

关于CR6212BSG

CR6212B是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。CR6212B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。

CR6212B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),所有引脚悬空保护,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。可编程输入欠压保护和输入过压保护,使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性

●待机功耗小于75mW,SOP8封装的PSR电流模式PWM开关;

●全电压范围内高精度恒压(±5%)和恒流输出(±5%);

●动态负载响应功能;

●可编程CC/CV模式控制;

●高能效频率反走QR控制模式;

●内置初级电感量偏差补偿功能;

●内置输出线电压补偿功功能;

●内置全电压功率自适应补偿功能;

●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。

基本应用

●小功率电源适配器

智能设备充电器

●辅助电源

典型应用

wKgaomX465KARE6KAAFpfsuZzBc371.png

引脚分布

wKgZomX465KAcaGzAABgfC6-P8M431.png

引脚描述

wKgaomX465KACdAIAAFrp0ZjYhA823.png

该样机是一款基于CR6212BSG设计的,全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗<75mW;典型输入电压时平均效率≥84.3%;能够满足最严格的能效标准“COC_T2”;全电压可实现±5%的CV输出精度。

样机尺寸:长宽高54*35*20mm,样机具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路/短路保护、OTP自动恢复、输出二极管开路/短路保护功能”等多种保护功能。

样机的变压器,采用了EE13加宽磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。

2、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:

wKgZomX465OAQdE0AACMxovtGwU268.png

2.2、输出特性(Line END):

wKgaomX465OAGDJAAACQAlD0g-g900.png

2.3、整机参数

wKgZomX465OAeq7MAAF_o0hzmhA415.png

2.4、保护功能测试:

wKgaomX465SAMLFEAAFWQdRlQtk722.png

2.5、工作环境:

wKgZomX465WAFVwiAABrJTWq260381.png

2.6、测试仪器:

wKgaomX465qAAGVmAAECFMQ7lIU632.png

3、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:

wKgZomX465qAIT81AAEaowHrVmI723.jpg

3.1.2 元器件清单:

wKgaomX465uAEiowAAHL9AxYJZU596.png

3.1.3 PCB布线:

wKgZomX465uABzQCAAFBwHFU4vA881.pngPCB顶层布局

wKgaomX465uANnYJAAIIaQzRy4I608.pngPCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 变压器电路示意图及结构图:

wKgZomX465yAflFwAAB6CDjYSI0364.jpgwKgaomX465yAHbh1AAFk7xHXW-k168.jpg

3.2.2 规格参数:

1)骨架:EE13 加宽立式(5+5PIN),Ae=34mm²;

2)材质:TDK PC40或同等材质;

3)N1、N2、N4: 2UEW漆包线;

4)N3: 三层绝缘线;

5)绝缘胶带:3M1298或同等材质;

6)初级绕组感量Lp:1.35mH±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:

wKgZomX465yADZy9AAD3CqN9HfE131.png

4、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(输出含有假负载15KΩ)

wKgaomX4652AdbhJAABHnfhOPF0878.png

表2 输出100%负载下的输入特性

wKgZomX465-AcALyAABsN5cN8g8993.png

表3 效率测试(PCB END)

wKgaomX466CAMgeJAACMJ677gHg435.png

表4 效率测试(输出26AWG 1.5M)

wKgZomX466GATN-bAACL-mSr7Ps183.png

4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率(输出26AWG 1.5M):

wKgaomX466mAL0rsAAIceMeZIhc704.jpg

4.2.2 输出电压纹波:

注:纹波及噪音在线端测试,同时PCB端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容,带宽限制为20MHz。

wKgZomX466mABn58AABnvaUzL8c957.pngwKgaomX466qAHns1AAM2cgpu2fs248.pngR&N @ AC90V/60Hz,No Load

wKgZomX466qAa8KpAARwuQ1LJuE365.pngR&N @ AC90V/60Hz,100% Load

wKgaomX466qABVqEAALeBgLJ8Tk216.pngR&N @ AC264V/50Hz,No Load

wKgZomX466uAGWLdAAMicOCjxFc364.pngR&N @ AC264V/50Hz,100% Load

4.2.3 输出恒流特性:

wKgaomX466yAH9FnAADarUAVql4332.png

4.3、保护功能:

注:以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护:

wKgZomX466yAI02yAABJELBoxWY980.png

4.3.2 短路保护:

wKgaomX466yAH9YbAABHxvQxGxE806.png

4.3.3 AC 欠压 BO 保护:

淡蓝色VDD波形,红色FB波形,蓝色VO波形:

wKgZomX466yAGA8GAAQsBJ4nLXg400.pngAC 输入67V 进入BO 保护

wKgaomX4662ASczpAARGxoUKeQQ981.pngAC 输入81V 恢复输出

4.4、动态测试:

注:输出动态负载电流设置为1A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。

wKgZomX4662AVM-8AACMIAE7vCI843.pngwKgaomX4662AQ5Z2AAMZrINVWfI243.pngAC90V @ 5ms

wKgZomX4666AIRMPAAMNCUW4QS8482.pngAC90V @ 10ms

wKgaomX4666AOUq_AAMlT-q-Szk176.pngAC264V @ 5ms

wKgZomX4666ABMu6AAM0Klj1HhI114.pngAC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试:

注:AC端(蓝色)、VO输出端(红色)波形图。

wKgaomX466-AbGgLAABMFuzCZG0315.pngwKgZomX466-AZC70AARdYDB_uKs751.pngTON_DELAY@ AC100V,100% Load

wKgaomX466-AconTAAUmGRVJQH8822.pngTON_DELAY@ AC240V,100% Load

wKgaomX467CAaj3hAARBHZbk1x0560.pngTHOLD_UP@ AC100V,100% Load

wKgZomX467CAcvuIAAQ6R8faIL4931.pngTHOLD_UP@ AC240V,100% Load

wKgaomX467CAKN6fAAK63KbiYCM637.pngVOVER_SHOOT@ AC100V,No Load

wKgZomX467GAMhfoAAK3Z_kWn_8700.pngVOVER_SHOOT@ AC240V,No Load

4.6、其它重要波形测试:

注:DRAIN(绿色)端、CS(红色)端波形图。

wKgaomX467GAfYIiAAPiGSp7hXc460.pngAC90/60Hz,100% Load

wKgZomX467KAH26CAAPx8uONJDE804.pngAC115/60Hz,100% load

wKgaomX467KAYFuPAARrB-rIJgw370.pngAC230/50Hz,100% Load

wKgZomX467KAKfojAARuo7seULc912.pngAC264/50Hz,100% load

wKgaomX467iAR383AAOeylwOd6A016.pngAC264/50Hz,Output Short

wKgZomX467iAOyL8AANXWX9740s654.pngAC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、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100V~264V,输出电流1A。

wKgaomX467iAEZuzAAKrefMb3H4519.png测试样机及配套外壳

温升测试:(℃)

wKgZomX467mAfoFhAABh2-Wj5Gc827.png

5、EMI评估测试

测试条件:

输入:AC230V/50Hz;

输出负载:12Ω/50W;

限值标准参考:EN55013、EN55022B。

wKgaomX467mADThSAAPSNcPKWN0944.pngAC115V/60Hz 传导 L 相

wKgZomX467mAbOsiAAQT65SATtM500.pngAC115V/60Hz 传导 N 相

wKgaomX467qARMzvAAPXGvlyxOY997.pngAC230V/50Hz 传导 L 相

wKgZomX467qAenH_AAPX8oKTdFA197.pngAC230V/50Hz 传导 N 相

wKgaomX467qAIglOAAMsqw7fd-c948.pngAC115V/60Hz 辐射测试

wKgZomX467qAfSvLAAM0S3Ab2AM799.pngAC230V/50Hz 辐射测试

关于思睿达微电子

思睿达微电子是专注于ADCDACPoEDC/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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