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告別低電量困擾!12V2A電源適配器方案為您提供持續(xù)電力

思睿達(dá)工業(yè)通信芯方案 ? 2023-11-07 08:08 ? 次閱讀
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現(xiàn)代電子設(shè)備已完全離不開(kāi)電源適配器,它不僅為電子產(chǎn)品提供穩(wěn)定可靠的電源,而且設(shè)計(jì)多樣化、功能也越來(lái)越強(qiáng)大。它廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、家電、醫(yī)療、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,是電子產(chǎn)品的重要部件之一,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的性能、可靠性和使用壽命。本篇文章介紹的是CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A電源適配器方案,其中CR6267SM集成了軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP等完整的保護(hù)功能,可以保證電子產(chǎn)品的安全性。

1、樣機(jī)介紹


該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)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(jī),控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6267SM、CR85V25RSA。d1091664-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngd1417c70-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngCR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程樣機(jī)示意圖

01

關(guān)于CR6267SM

CR6267SM是一款高性能原邊檢測(cè)控制的PWM開(kāi)關(guān),待機(jī)功耗小于75mW。CR6267SM內(nèi)部采用了多模式控制的效率均衡技術(shù),用于優(yōu)化芯片系統(tǒng)待機(jī)功耗和提升效率,同時(shí)采用了初級(jí)電感量補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)部集成的輸出線電壓補(bǔ)償技術(shù),保證了芯片在批量生產(chǎn)過(guò)程中CC/CV輸出精度,內(nèi)置的全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)保證了系統(tǒng)在全電壓范圍(90V~264V)內(nèi)輸出恒定的功率。

CR6267SM集成了多種功能和保護(hù)特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD過(guò)壓保護(hù)(OVP),軟啟動(dòng),過(guò)溫保護(hù)(OTP),逐周期電流限制(OCP),CS引腳懸空保護(hù),輸出短路保護(hù),內(nèi)置前沿消隱電路,輸出整流二極管短路保護(hù)電路,輸出過(guò)壓保護(hù)電路。而且內(nèi)置所有PIN腳懸空保護(hù)功能,使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性:


●CR6267SM是采用內(nèi)置650V高壓功率MOSFET;反激式原邊檢測(cè)PWM功率開(kāi)關(guān);具有軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP等自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能;電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC/DC電源適配器、充電器;多模式控制的效率均衡技術(shù),能滿足能效六要求;具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載特性;具有良好的EMI特性;較低的IC功耗,SOP8封裝,一側(cè)引腳均為MOS漏級(jí)以優(yōu)化散熱;

基本應(yīng)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(wù)器輔助電源替代線性調(diào)整器和RCC

典型應(yīng)用

d14668e8-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png


引腳分布

d1581b2e-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png

引腳描述

d167f2ec-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png

02

關(guān)于CR85V25RSA芯片特性:

精簡(jiǎn)外圍電路,應(yīng)用簡(jiǎn)單的同步整流IC,用于CCM、DCM、QR模式;具有自供電功能,設(shè)計(jì)方便可用于正端、負(fù)端應(yīng)用;D端85V耐壓,用于輸出5~12V以內(nèi)的應(yīng)用。該樣機(jī)是一款基于CR6267SM設(shè)計(jì),全電壓實(shí)現(xiàn)12V2A 24W功率輸出。AC100V滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下,實(shí)現(xiàn)AC240V樣機(jī)待機(jī)功耗<75mW;典型輸入電壓時(shí)平均效率>86.8%;能夠滿足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“COC_T2”;全電壓可實(shí)現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。
樣機(jī)尺寸W*L*H:74*37mm*25mm,樣機(jī)的變壓器,采用了EE22加寬加厚磁芯(PC40材質(zhì)),變壓器繞制工藝部分,請(qǐng)見(jiàn)后文詳細(xì)說(shuō)明。
CR85V25RSA是一款采用內(nèi)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(nèi)的應(yīng)用。

2、樣機(jī)特性


以下表格為工程樣機(jī)的主要特性,具體測(cè)試方法在第 4 章節(jié)中有詳細(xì)說(shuō)明。
2.1 輸入特性:d16bac98-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png2.2 輸出特性:d16f62f2-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
2.3 整機(jī)參數(shù):d1864c2e-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
2.4 保護(hù)功能測(cè)試:d19dc8fe-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png2.5 工作環(huán)境:d1a21b2a-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
2.6 測(cè)試儀器d1a603ca-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png

3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu),變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。
3.1 電路原理圖及PCB版圖:
原理圖:
d1bb52e8-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
PCB版圖:
d1e22b34-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png頂層布局圖
d1e87e62-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png底層布局和底層布線圖3.2 變壓器繞制工藝:
(1)變壓器電性及結(jié)構(gòu)示意圖:
d1eebdae-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
(2)規(guī)格參數(shù):
1) 骨架:EE22 立式加寬(7PIN),Ae=58.2mm2;2) 材質(zhì):TDK PC40 或同等材質(zhì);3) 初級(jí)、反饋: 2UEW 漆包線4) 次級(jí): 三層絕緣線5) 絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)6) 初級(jí)繞組感量Lp:0.9mH±5%(測(cè)試條件:0.25V,1kHz);7) 漏感量LLK:要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件:0.25V,10kHz))8) 耐壓測(cè)試= 3KV 5mA 1Min9) 成品要求:浸凡立水
(3)變壓器參數(shù):
d201e26c-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
3.3 元器件清單:
d21608c8-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png

4、性能測(cè)評(píng)

本小節(jié)對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試,以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看,以下各項(xiàng)測(cè)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(guò)在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負(fù)載條件(空載和滿載)下測(cè)試,得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。
表1 、無(wú)負(fù)載待機(jī)功耗:d21a1a80-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
表2、 輸出100%載下的輸入特性d21dca7c-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
表3、輸出PCB端測(cè)試的效率特性:d22ad604-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
4.2 輸出特性:
注:以下數(shù)據(jù)均為PCB端測(cè)試;
4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率:
d23febfc-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
4.2.2 輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在10cm線端測(cè)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。
d243e27a-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png紋波噪聲波形圖:
d247b0f8-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
d2688da0-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
d27becf6-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
d27fb336-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngFig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
4.3 保護(hù)功能:
以下涉及過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。
4.3.1 過(guò)流保護(hù):d2837e30-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
4.3.2 短路保護(hù):
功率計(jì)限流電流為 2.5Ad292494c-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png
4.4 動(dòng)態(tài)測(cè)試:
注:輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為 2A 持續(xù) 5ms/10ms,然后為 0 A 持續(xù) 5ms/10ms并持續(xù)循環(huán),上升/下降設(shè)置為 5A/uS。
d2aab9d2-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngd2aea10a-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC90V @ 5ms
d2b26f56-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC90V @ 10ms
d2c149ae-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC264V @ 5ms
d2d358b0-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC264V @ 10ms
4.5 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試:
注:AC 端、VO輸出端波形圖。
d2d74ac4-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngd2db10fa-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngTON_DELAY @ AC100V,100% Load
d2f4ecfa-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngTON_DELAY @ AC240V,100% Load
d30e5564-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngVOVER_SHORT @ AC100V,No Load
d31276b2-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngVOVER_SHORT @ AC240V,No Load

5、其它重要波形測(cè)試


DRAIN端、CS端波形圖:
d316537c-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC90/60Hz,100% Load
d3273cd2-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC115/60Hz,100% load
d33cf464-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC230/50Hz,100% load
d341a6e4-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz,100% load
d3455bae-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz,100%load 6267 電壓應(yīng)力
d355ccfa-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz,100%load 同步整流 電壓應(yīng)力

6、溫度測(cè)試


測(cè)試條件:40℃環(huán)境下輸出 2A 測(cè)試。
d369dca4-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.png

7、EMI 評(píng)估測(cè)試


測(cè)試條件:輸出電流:2A 負(fù)載類型:電阻。限值標(biāo)準(zhǔn)參考:EN55013、EN55022Bd36dbfc2-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC230V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV
d383fada-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC230V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV
d392360e-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC120V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV
d3a1306e-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC120V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV
d3a4e2d6-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC230V 輻射測(cè)試 PK+AV
d3abc7d6-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC120V 輻射測(cè)試 PK+AV
d3b9f2b6-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC230V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容
d3ce5eea-7d01-11ee-9788-92fbcf53809c.pngAC120V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容

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